第一周 計算機/Linux基礎入門

1、描述計算機組成及其功能

計算機組成主要分為五個部分：控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備

ENIARC:

CPU：運算器、控制器、寄存器、緩存

存儲器：內存，RAM(Random Access Memory)????????

Input：下指令，提供數據等

Output：輸出數據加工的結果

 

 

 

 

 

數據在控制器輸入命令的控制下，通過輸入設備送入計算機的存儲器存儲。其次當計算開始時，在取指令作用下把程序指令逐條送入控制器。控制器對指令進行譯碼，并根據指令的操作要求向存儲器和運算器發出存儲、取數命令和運算命令，經過運算器計算并把結果存放在存儲器內。在控制器的取數和輸出命令作用下，通過輸出設備輸出計算結果

各組件的功能

控制器（Control）：計算機的中樞神經，控制部件之間的協調，也包括尋址操作

　　– 保障不同數率傳輸的數據可以得到緩沖、甄別IO設備傳送數據的正錯、實現數據與數據之間的交換、接收和識別命令

運算器（Datapath）：包含算數邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等，通常只做運算

　　– 算數邏輯單元（ALU）：進行二位元的算術運算，如加減乘（不包括整數除）、移位等

　　– 累加器（accumulator）：儲存計算產生的中間結果。保證ALU不用將計算結果寫入內存

　　– 狀態寄存器：存放兩類信息– 體現當前指令執行結果的狀態信息、控制信息

　　– 通用寄存器組：可用于傳送和暫存數據，也可以參與算術邏輯運算，保存運算結果

? 　??? 通用寄存器組包括以下幾類：數據寄存器、變址寄存器、指針寄存器、段寄存器、指令指針寄存器

存儲器（memory）：具有存儲數據和讀寫數據的功能，每一個存儲單元為cell，8位二進制為一個存儲單元，也就是一個字節

　　– 最小存儲單元?? 1024*1024*1024*4 Bytes?? 1024*1024*4 KB?? 1024*4 MB?? 4 GB——32位CPU最多只能使用4GB內存

輸入設備（Input）：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輸入到計算機

　　– 常見的輸入設備有：鍵盤、鼠標、磁帶機、磁盤機、光盤機等

輸出設備（Output）：作用是把計算機的中間結果或最后結果、機內的各種數據及文字等信息輸出來

　　– 常見的輸出設備有：CRT、打印機、繪圖儀等

 

2、描述羅列Linux的發行版，并描述不同發行版之間的聯系和區別

linux版本

紅帽企業系統（RedHatEnterpriseLinux,RHEL.）

全球最大的開源技術廠商，全世界內使用最廣泛的Linux發布套件。

提供性能與穩定性極強的Linux套件系統并擁有完善的全球技術支持。

社區企業操作系統（Community Enterprise Operating System,Centos）

最初是將紅帽企業系統“重新編譯/發布”給用戶免費使用而廣泛使用。

當前已被紅帽公司收購。

Fedora最初由紅帽公司發起的桌面版系統套件（目前已經不限于桌面版）

用戶可免費體驗到最新的技術或工具，而功能成熟后加入到RHEL中。

openSUSE

德國著名的Linux系統，全球范圍內有著不錯的聲譽。

Gentoo

具有極高的自定制性，操作復雜，因此適合有經驗的人員使用。

Debian提供超過37500種不同的自由軟件（2015年數據）且擁有很高的認可度。

對于各類內核架構支持性良好，穩定性、安全性強更有免費的技術支持。

Ubuntu

Ubuntu是一款基于Debian派生的產品，對新款硬件具有極強的兼容能力。

普遍認為Ubuntu與Fedora都是極其出色的LINUX桌面系統

**Redhat系**

**Slackware系**

**Debian系**

其他

 

3、描述Linux的哲學思想，并按照自己的理解對其進行解釋

1、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，甚至通信接口等

　? open(), read(), write(), close(), delete(), create()

2、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；

3、盡量避免跟用戶交互（任何程序啟動開始到結束，中間不需要用戶不參與）

　? 目標：易于以編程的方式實現自動化任務；

4、使用文本文件保存配置信息；

　? 文本是最易于實現的底層接口表現形式。通過文本保存，就可以使用文本編輯器實現大多數程序的管理工作

5、提供機制，而非策略

　? 機制，是實現某個功能需要的原語操作和結構 ?????

　? 策略，是某功能的具體實現 ?????

　? 提供機制，而非策略，指的就是要給用戶充分的自主可調配性

 

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，并配合相應的示例說明闡述

命令使用格式

#	COMMAND	?OPTIONS	ARGUMENTS
命令提示符	命令	選項	參數

 

COMMAND: 在命令提示符下，把這個命令啟動為一個進程，而命令運行過程中的特性由選項進行修正，并且這個命令將作用

　　在所給定的參數值上

　　發起一命令：請求內核將某個二進制程序運行為一個進程；

　　程序 –> 進程

　　靜態 –> 動態（有生命周期）

　　命令請求kernel將某個二進制程序運行為一個進程。程序本身只是一個靜態文件，只有通過這個請求，才會轉化為有生命周

　　期的動態進程

　　命令本身是一個可執行的程序文件（內部直接調用了CPU指令集中的所允許庫）：二進制格式的文件，有可能會調用共享庫

　　文件；

　　多數系統程序文件都存放在：/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

　　共享庫（二進制文件，但不能獨立執行，沒有程序執行入口）：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local

　　/lib64

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

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

　　命令運行有可能會用到庫文件——只要命令以動態形式進行編譯并鏈接至庫文件，將在運行時調用庫

　　注意：并非所有的命令都有一個在某目錄與之對應的可執行程序文件

　　命令必須遵循特定格式規范：exe, msi, ELF(Linux)

　~]# file /bin/ls

　　命令分為兩類：

　　由shell程序的自帶的命令：內置命令(builtin)

　　shell自帶的命令是沒有程序文件的

　　獨立的可執行程序文件，文件名即命令名：外部命令

　　shell程序是獨特的程序，負責解析用戶提供的命令；

　　環境變量：

　　PATH：從哪些路徑中查找用戶鍵入的命令字符串所對應的命令文件；

　~]# echo $PATH

　/usr/lib64/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin

　　路徑查找次序：自左而右

　　查看命令類型——type COMMAND

　　內置命令在各個路徑下是不可能與之匹配的文件名

OPTIONS：指定命令的運行特性，或者調整命令時所要執行的代碼和實現的功能

　　選項有兩種表現形式：

　短選項：-C, 例如-l, -d

　注意：有些命令的選項沒有–；

　如果同一命令同時使用多個短選項，多數可合并：-l -d = -ld

　長選項：–word, 例如–help, –human-readable

　注意：長選項不能合并；

　注意：有些選項可以帶參數，此稱為選項參數；

　　　? 長選項通常是由等號來等于，短選項通常是由空格分隔

ARGUMENTS：命令的作用對象；命令對什么生效；

注意：不同的命令的參數，格式是不一樣的；有些命令可同時帶多個參數，多個之間以空白字符分隔；

例如：ls -ld /var /etc

 

ifconfig——查看網絡接口配置

語法：ifconfig [interface] ??

????????? ifconfig interface options | address …

常用方法：

　　ifconfig：查看當前系統中存活的網絡接口設備信息

　　ifconfig eth#：查看指定的網絡接口設備的信息

　　ifconfig -a：查看所有網絡接口設備（通過此命令，非運行狀態的網卡也可顯示）

　　ifconfig eth# up：動指定網絡接口設備　　

　　ifconfig eth# down：關閉指定網絡接口設備

　　ifconfig eth# add 33ffe:3240:800:1005::2/64：為指定網絡接口設備添加IPv6地址

　　ifconfig eth# del 33ffe:3240:800:1005::2/64：為指定網絡接口設備刪除IPv6地址

　　ifconfig eth# hw ether 00:16:3E:10:60:B5 ： 修改指定網絡接口設備MAC地址

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx：給指定網絡接口設備配置指定ip地址

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx netmask 255.255.255.0 ：給指定網絡接口設備配置指定ip地址及子網掩碼

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.120.255：給指定網絡接口設備配置指定ip地址及子網掩碼、廣播地址

　　ifconfig eth# mtu 1500：給指定網絡接口設備設置最大傳輸單元

　　備注：使用此命令對于網絡接口的所有操作，在系統重啟后均會失效。若需永久生效，需要通過修改配置文件的方式，配置文件的路徑一般為

　　` [root@test ~]# cd /etc/sysconfig/network-scripts/`

　　`[root@test network-scripts]# ls`

 

echo——回顯?

語法：echo [SHORT-OPTION]… [STRING]…

　　　echo LONG-OPTION

常用方法：

　　-n: 不進行換行；

　　-e：讓轉義符生效；

　　　　\n：換行

　　　　\t：制表符?

　　備注：STRING可以使用引號，單引號雙引號均可用

????????單引號：強引用，變量不執行替換 ?

　　　??`[root@iZ25test ~]# echo ‘$SHELL’` ?

　??????`$SHELL`

　　　??雙引號：弱引用，變量引用會被替換

????????`[root@iZ25test ~]# `echo “$SHELL”` ?

　　　　`/bin/bash`

　　　　注意：變量引用的正規符號

　　　　${name}

實例1

[root@localhost ~]# echo “abcdefg”

abcdefg

[root@localhost ~]# echo -n “abcdefg”??? #不換行直接輸出

abcdefg[root@localhost ~]#

實例2

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\bg”?? #可以理解為刪除前一個

abcdeg

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\cg”?? #不換行直接輸出

abcdef[root@localhost ~]#

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\ng”?? #換行輸出

abcdef

g

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\tg”?? #相當于鍵入一個tab鍵

abcdef????????g

實例3

[root@localhost ~]# echo “$SHELL”?? #echo “$VAR_NAME”: 變量會替換，雙引號表示弱引用

/bin/bash

[root@localhost ~]# echo ‘$SHELL’?? #echo ‘$VAR_NAME’：變量不會替換，單引號表示強引用

$SHELL

 

tty——查看當前的終端設備

語法：?tty [OPTION]… ?

常用方法：`[root@test ~]# tty`

??????????`/dev/pts/0`

 

startx——用來啟動X Window，實際上是啟動X Window程序

常用方法：

　　startx：在服務器上啟動x會話 ?

　　startx -w：在服務器上強制啟動x會話

 

export ——用于將shell變量輸出為環境變量，或將shell函數輸出為環境變量

語法：BASH BUILTIN COMMANDS

常用方法：

　　-f：代表【變量名稱】中為函數名稱

　　-n：刪除指定的變量。變量實際上并未刪除，只是不會輸出到后續指令的執行環境中】　

　　-p：列出所有shell賦予程序的環境變量

 

pwd——顯示當前工作目錄

語法： pwd [OPTION]..

 

history——命令歷史??

語法：BASH BUILTIN COMMANDS ???

常用方法：

　　-c: 清空命令歷史

　　-d offset：刪除指定命令歷史

　　從304位置開始刪除5條歷史記錄

　　　~]# history -d 304 5

　　-r: 從文件讀取命令歷史至歷史列表（內存）中

　　-w：把歷史列表中的命令追加至歷史文件（內存）中

　　history #：顯示最近的#條命令

 

shutdown——關機或重啟命令

語法：shutdown [OPTION…] [TIME] [WALL…] ?

常用方法：

　　OPTIONS:

　　-h：halt——將系統關機

　　-r：reboot——重啟系統

　　-c：cancel——取消關機　　

　　shutdown -r 重啟

　　shutodwn -h 關機

　　shutdown -c 取消計劃關機

　　TIME：設置多久時間后執行shutdown指令

　　now

　　hh:mm

　　+m

　　+0

　　shutdown +0 馬上關機

　　shutdown +1 一分鐘后關機

　　shutdown -X X分鐘后關機

　　shutdown 20:00 今天20：00關機

 

poweroff——關機

語法： poweroff [OPTION]…

常用方法：

　　-n：關閉操作系統時不執行sync操作

　　-w：不真正關閉操作系統?????

　　-d：關閉操作系統時，不將操作寫入日志文件 ???

　　-f：強制關閉系統 ?????

　　-i：關閉系統之前關閉所有的網絡接口 ?????

　　-h：關閉操作系統之前將系統中所有的操作設置為備用模式

 

reboot——重啟

語法：reboot [OPTION]…

常用方法： ???

　　-d：重新開機時不把數據寫入數據文件/var/tmp/wtmp ???

　　-f：強制重新開機，不調用shutdown指令的功能 ???

　　-i：在重開機之前，先關閉所有網絡界面 ?????

　　-n：重開機之前不檢查是否有未結束的程序 ???

　　-w：僅做測試，并不真正將系統重新開機，只會把重開機的數據寫入/var/log目錄下的wtmp記錄文件

 

hwclock——硬件時鐘

語法： hwclock [functions] [options]

常用方法： ??

　　–adjust：校正目前的硬件時鐘

　　–debug：顯示hwclock執行時詳細的信息 ??

　　–hctosys：將系統時鐘調整與當前的硬件時鐘一致

　　–set –date=<日期與時間>：設定硬件時鐘 ?

　　–show：顯示硬件時鐘的時間與日期 ????

　　–systohc：將硬件始終調整為與當前的系統時鐘一致 ???

　　–test：測試程序 ?????

　　–utc：使用格林威治時間

　　–version：顯示版本信息

 

date——顯示日期時間

語法：date [OPTION]… [+FORMAT] ????

常用方法： ???????

　　-d<“字符串”>：顯示字符串所指的日期與時間 ????

　　-s<“字符串”>：根據字符串設置的日期與時間 ???????

　　+FORMAT：格式符??????

設定日期時間：date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]

實例1

[root@localhost ~]# date 111017002017.30? #格式為date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]，M表示月，D表示日，h表示時，m表示分，C和Y表示年份，s表示秒

實例2

[root@localhost ~]# date +%F??????? #顯示當前年月日，格式與%D不一樣

2017-11-10

[root@localhost ~]# date +%D??????? #顯示當前年月日

11/10/17

實例3

[root@localhost ~]# date +%H-%M-%S???? #顯示當前時間

17-11-10

Note：date命令顯示的是系統時間

 

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

內部命令：help COMMAND

外部命令：

　　(1) 命令自帶簡要格式的使用幫助

　　　　# COMMAND –help

　　(2) 使用手冊：manual

　　　　位置：/usr/share/man

　　　　# man COMMAND　　

　　SECTION：

　　　NAME：功能性說明

　　　SYNOPSIS：語法格式

　　　DESCRIPTION：描述

　　　OPTIONS：選項

　　　EXAMPLES：使用示例

　　　AUTHOR: 作者

　　　BUGS: 報告程序bug的方式

　　　SEE ALSO: 參考

　　　…

　　SYNOPSIS:

　　　[]：可選內容；

　　　<>：必須提供的內容；

　　　a|b|c：多選一；

　　　…：同類內容可出現多個；

　　使用手冊：壓縮格式的文件，有章節之分；

　　　/usr/share/man

　　　man1, man2, …

 

　　1：用戶命令（普通管理員和管理員都可以運行的命令）；

　　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；

　　9：含糊的內核規范和接口

 

　　~]# man CHAPTER COMMAND

　　注意：并非每個COMMAND在所有章節下都有手冊；

 

　　查看命令在那些章節有幫助：

　　~]# whatis COMMAND

　　注意：whatis其執行過程是查詢數據庫進行的；

 

　　手動更新數據庫：

　　~]# makewhatis

 

　　 man命令打開手冊以后的操作方法：

6、請羅列Linux發行版的基礎目錄名稱命名法則及功能規定

Linux是以樹形目錄結構的形式來構建系統的。雖然本質上無論是目錄結構還是操作系統內核都是存儲在磁盤上的，但從邏輯上來說 Linux的磁盤是“掛在”（掛載在）目錄上的，每一個目錄不僅能使用本地磁盤分區的文件系統，也可以使用網絡上的文件系統。

1.FHS 標準（英文：Filesystem Hierarchy Standard 中文：文件系統層次結構標準）

FHS 定義了系統中每個區域的用途、所需要的最小構成的文件和目錄同時還給出了例外處理與矛盾處理。 FHS 定義了兩層規范，第一層是， / 下面的各個目錄應該要放什么文件數據，例如 /etc 應該要放置設置文件，/bin 與 /sbin 則應該要放置可執行文件等等。 第二層則是針對 /usr 及 /var 這兩個目錄的子目錄來定義。例如 /var/log 放置系統登錄文件、/usr/share 放置共享數據等等。

　/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種靜態文件：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；

２.目錄路徑

路徑

使用 cd 命令可以切換目錄，在 Linux 里面使用 . 表示當前目錄，.. 表示上一級目錄, – 表示上一次所在目錄，～ 通常表示當前用戶的”home”目錄。使用 pwd 命令可以獲取當前所在路徑（絕對路徑）。

（注意，以 . 開頭的文件都是隱藏文件，所以這兩個目錄必然也是隱藏的，你可以使用 ls -a 命令查看隱藏文件）

絕對路徑:以根”/”目錄為起點的完整路徑，以你所要到的目錄為終點，表現形式如： /usr/local/bin

相對路徑:相對路徑，也就是相對于你當前的目錄的路徑，相對路徑是以當前目錄 . 為起點，以你所要到的目錄為終點，表現形式如： usr/local/bin （這里假設你當前目錄為根目錄）。

提示：在進行目錄切換的過程中請多使用 Tab 鍵自動補全，可避免輸入錯誤，連續按兩次Tab可以顯示全部候選結果