Linux基礎:計算機的組成及其功能

一、描述計算機的組成及其功能。
計算機的組成
計算機由五大部件組成：運算器（算術邏輯單元），控制器，存儲器，輸入裝置和輸出裝置。
（1）運算器或稱算術邏輯單元（Arithmetical and Logical Unit） 運算器的主要功能是對數據進行各種運算。
這些運算除了常規的加、減、乘、除等基本的算術運算之外，還包括能進行“邏輯判斷”的邏輯處理能力，
即“與”、“或”、“非”這樣的基本邏輯運算以及數據的比較、移位等操作。
（2）存儲器（Memory unit） 存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據信息，并能在計算機運行過程中高速、
自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有“記憶”功能的設備，它用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。
這些器件也稱為記憶元件。由于記憶元件只有兩種穩定狀態，因此在計算機中采用只有兩個數碼“0”和“1”的二進制來表示數據。
記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。
計算機中處理的各種字符，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。
存儲器是由成千上萬個“存儲單元”構成的，每個存儲單元存放一定位數（微機上為8位）的二進制數，
每個存儲單元都有唯一的編號，稱為存儲單元的地址?！按鎯卧笔腔镜拇鎯挝唬煌拇鎯卧怯貌煌牡刂穪韰^分的，
就好像居民區的一條街道上的住戶是用不同的門牌號碼來區分一樣。 計算機采用按地址訪問的方式到存儲器中存數據和取數據，
即在計算機程序中，每當需要訪問數據時，要向存儲器送去一個地址指出數據的位置，同時發出一個“存放”命令（伴以待存放的數據），
或者發出一個“取出”命令。這種按地址存儲方式的特點是，只要知道了數據的地址就能直接存取。但也有缺點，
即一個數據往往要占用多個存儲單元，必須連續存取有關的存儲單元才是一個完整的數據。
計算機在計算之前，程序和數據通過輸入設備送入存儲器，計算機開始工作之后，存儲器還要為其它部件提供信息，
也要保存中間結果和最終結果。因此，存儲器的存數和取數的速度是計算機系統的一個非常重要的性能指標。
（3）控制器（Control Unit） 控制器是整個計算機系統的控制中心，它指揮計算機各部分協調地工作，
保證計算機按照預先規定的目標和步驟有條不紊地進行操作及處理。 控制器從存儲器中逐條取出指令，
分析每條指令規定的是什么操作以及所需數據的存放位置等，然后根據分析的結果向計算機其它部分發出控制信號，
統一指揮整個計算機完成指令所規定的操作。因此，計算機自動工作的過程，實際上是自動執行程序的過程，
而程序中的每條指令都是由控制器來分析執行的，它是計算機實現“程序控制”的主要部件。
通常把控制器與運算器合稱為中央處理器（Central Processing Unit-CPU）。
工業生產中總是采用最先進的超大規模集成電路技術來制造中央處理器，即 CPU 芯片。它是計算機的核心部件。
它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響。
（4）輸入設備(Input device) 用來向計算機輸入各種原始數據和程序的設備叫輸入設備。
輸入設備把各種形式的信息，如數字、文字、圖像等轉換為數字形式的“編碼”，
即計算機能夠識別的用1和0表示的二進制代碼(實際上是電信號)，并把它們“輸入”（INPUT）到計算機內存儲起來。
鍵盤是必備的輸入設備、常用的輸入設備還有鼠標器、圖形輸入板、視頻攝像機等。
（5）輸出設備(Output device) 從計算機輸出各類數據的設備叫做輸出設備。
輸出設備把計算機加工處理的結果（仍然是數字形式的編碼）變換為人或其它設備所能接收和
識別的信息形式如文字、數字、圖形、聲音、電壓等。常用的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀

二、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
*Linux發行版=Linux內核+商業軟件
linux的發行版：
RedHat、Fedora、suse（Novell）、紅旗、debian、Ubuntu、centos
不同發行版之間的聯系和區別：
Red Hat ，是redhat自己的發行的企業版，是redhat的一個重要節點。
Fedore是一款基于linux的操作系統，也是一組維持計算機正常運行的軟件集合。由紅帽公司贊助。
suse linux，針對個人用戶。
紅旗linux的發行版，包括桌面版、工作站版、數據中心服務器版、HA集群版和紅旗嵌入式linux等產品，是中國較大、較成熟的linux發行版之一。
debian,三大發行版中唯一以社區形式運作，不以商業公司形式運作。是一個致力于創建自由操作系統的合作組織。
而且debian開發者所創建的操作系統中絕大部分基礎工具來自于GNU工程。
Ubuntu（烏版圖）是一個以桌面應用為主的linux操作系統。Ubuntu的目標在于為一般用戶提供一個最新的、同時又相當穩定的主要由自由軟件構建而成的操作系統。
Centos是一個基于redhat linux 提供的可自由使用源代碼的企業級linux發行版本。目前Centos已被收購，成為redhat旗下的一個組織。

三、描述Linux的哲學思想，按照自己的理解對其解釋性描述
Linux的哲學思想：
1、一切皆文件；
2、單一目的的小程序；
3、聯合多個程序進行一個復雜的任務；
4、文本文件保存配置信息；
5、跟用戶界面無關；
6、提供機制，而非策略。
自己的理解：
linux的基本原理中就有一切皆文件，所有的資源在linux上都已文件方式存在，
包括硬件設備（設備文件）；單一目的的小程序，就是一個程序只做一件事，并且要做好。
聯合多個程序可以完成一個復雜的任務；文本文件保存配置信息，在linux中使用簡單的文件編輯器（vim），
就可以完成配置。跟用戶界面無關，就是盡可能避免和用戶交互，易于編程實現自動化運維。
linux中“只提供機制而非策略“，所謂機制就是”提供什么功能”策略就是實現什么功能。
這種獨特的設計思想為設計者提供了更大的空間。

四、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等命令使用，配合相應實例闡述。
Linux系統上命令的使用格式：
COMMAND[OPTIONS…] [ARGUMENTS…]

command：命令

OPTIONS [選項]：用于啟用或關閉命令的某個或某些功能；

短選項：-+一個字符, 例如：-l, -h；多個短選項可合并使用，例如-l -h, 可寫作-lh；如何不合并，要使用空白字符隔開。

長選項：–word，例如：–long,–human-readable；多個長選項不可以合并使用。

ARGUMENTS [參數]：命令的作用對象，向命令提供數據；多參數應該使用空白字符分隔。

ifconfig命令
命令功能：
ifconfig 命令用來查看和配置網絡設備。當網絡環境發生改變時可通過此命令對網絡進行相應的配置。
命令格式：
ifconfig [網絡設備] [參數]
命令參數：
-a 顯示全部接口信息
-s 顯示摘要信息（類似于 netstat -i）
up|down：up 啟動指定網絡設備/網卡。down 關閉指定網絡設備/網卡。該參數可以有效地阻止通過指定接口的IP信息流，如果想永久地關閉一個接口，我們還需要從核心路由表中將該接口的路由信息全部刪除。
[-]arp：設置指定網卡是否支持ARP協議。
address 為網卡設置IPv4地址
add 給指定網卡配置IPv6地址
del 刪除指定網卡的IPv6地址
netmask <address> ：設置網卡的子網掩碼。掩碼可以是有前綴0x的32位十六進制數，也可以是用點分開的4個十進制數。如果不打算將網絡分成子網，可以不管這一選項；如果要使用子網，那么請記住，網絡中每一個系統必須有相同子網掩碼。
-promisc 設置是否支持網卡的promiscuous模式，如果選擇此參數，網卡將接收網絡中發給它所有的數據包
-allmulti 設置是否支持多播模式，如果選擇此參數，網卡將接收網絡中所有的多播數據包
[hw <HW> <address>]：設置網絡設備的類型與硬件地址。
tunel 建立隧道
dstaddr 設定一個遠端地址，建立點對點通信
-pointtopoint<地址> 為網卡設置點對點通訊協議
-broadcast<地址> 為指定網卡設置廣播協議
multicast 為網卡設置組播標志
txqueuelen<長度> 為網卡設置傳輸列隊的長度
mtu<字節數> 設置網卡的最大傳輸單元 (bytes)

示例1：
顯示網絡設備信息：
[root@magedu ~]# ifconfig | more
enp0s3: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 10.0.2.4 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.0.2.255
inet6 fe80::5efc:7882:ed4c:fc9a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 08:00:27:1b:c2:e0 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 9 bytes 2822 (2.7 KiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 37 bytes 5757 (5.6 KiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
說明：
enp0s3：表示當前使用的網卡
flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>標志狀態
mtu 1500：最大數據包大小1500字節
網卡的ip地址：inet 10.0.2.4
子網掩碼：netmask 255.255.255.0
廣播地址：broadcast 10.0.2.255
網卡的ipv6地址：inet6 fe80::5efc:7882:ed4c:fc9a
網卡物理地址（MAC地址）：ether 08:00:27:1b:c2:e0

實例2：啟動關閉指定網卡
[root@magedu ~]# ifconfig enp0s3 up
[root@magedu ~]# ifconfig enp0s3 down
說明：
[root@magedu ~]# ifconfig enp0s3 up //為啟動網卡enp0s3
[root@magedu ~]# ifconfig enp0s3 down //為關閉網卡enp0s3

實例3：為網卡配置和刪除IPv6地址

命令：

ifconfig enp0s3 add 33ffe:3240:800:1005::2/64

ifconfig enp0s3 del 33ffe:3240:800:1005::2/64

說明：

ifconfig enp0s3 add 33ffe:3240:800:1005::2/64 為網卡eth0配置IPv6地址；

ifconfig enp0s3 add 33ffe:3240:800:1005::2/64 為網卡eth0刪除IPv6地址；

實例4：用ifconfig修改MAC地址

命令：

ifconfig enp0s3 hw ether 00:AA:BB:CC:DD:EE

實例5：配置IP地址
[root@magedu ~]# ifconfig enp0s3 192.168.1.110 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255

實例6：啟用和關閉ARP協議

命令：

ifconfig enp0s3 arp //開啟網卡eth0 的arp協議；

ifconfig enp0s3 -arp //關閉網卡eth0 的arp協議；

實例7：設置最大傳輸單元

命令：

[root@magedu ~]#ifconfig enp0s3 mtu 1480

echo命令：
命令格式：
echo [SHORT-OPTION]… [STRING]…
echo LONG-OPTION
命令功能：
顯示文字
命令參數：
-n 不要在最后自動換行
-e 若字符串中出現以下字符，則特別加以處理，而不會將它當成一般
文字輸出：
\a 發出警告聲；
\b 刪除前一個字符；
\c 最后不加上換行符號；
\f 換行但光標仍舊停留在原來的位置；
\n 換行且光標移至行首；
\r 光標移至行首，但不換行；
\t 插入tab；
\v 與\f相同；
\\ 插入\字符；
\nnn 插入nnn（八進制）所代表的ASCII字符；
–help 顯示幫助
–version 顯示版本信息

示例1
[root@magedu ~]# echo -e “a\tb\tc\nd\te\tf”
a b c
d e f

上例運用 \t 來區隔 abc 還有 def ，以及用 \n 將 def 換至下一行

tty命令
命令格式：
tty [OPTION]…
命令功能：
顯示終端機連接標準輸入設備的文件名稱。
命令參數：
-s或–silent或–quiet 不顯示任何信息，只回傳狀態代碼。
–help 在線幫助。
–version 顯示版本信息。

返回的狀態碼：
0表示標準輸入是一個終端。
1表示標準輸入不是一個終端。
2表示給定的參數是不正確的參數。
3表示發生了寫錯誤。

示例1
查看當前的標準終端文件描述符號：
[root@magedu ~]# tty
/dev/pts/0
這里，輸入tty之后，輸出”/dev/pts/6″就是當前連接的終端對應的文件描述符號,
我們可以通過向這個文件，這樣會看到當前終端會輸出我們寫入的數據，
例如：
[root@magedu ~]# echo “mytest” >/dev/pts/0
mytest

startx命令
命令格式：
startx [ [ client ] options … ] [ — [ server ] [ display ] options … ]
命令功能：
startx命令用來啟動X Window，實際上啟動X Window的程序為xinit

export命令
命令格式：
export [-fnp][變量名稱]=[變量設置值]
命令功能：
設置或顯示環境變量
命令參數：
-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 　列出所有的shell賦予程序的環境變量。
三種方法來設置環境變量：
1、直接用export命令：
[root@magedu ~]#export PATH=$PATH:/opt/au1200_rm/build_tools/bin
2、修改profile文件：
[root@magedu ~]#vi /etc/profile
在里面加入:
export PATH=”$PATH:/opt/au1200_rm/build_tools/bin”
3. 修改.bashrc文件：
[root@magedu ~]# vi /root/.bashrc
在里面加入：
export PATH=”$PATH:/opt/au1200_rm/build_tools/bin”

pwd命令
命令格式：
pwd [OPTION]…
命令功能：
用于顯示工作目錄
命令參數：
-L, –logical #use PWD from environment, even if it contains symlinks

-P, –physical#avoid all symlinks

–help #display this help and exit

–version #output version information and exit

-L目錄連接鏈接時，輸出連接路徑
-P輸出物理路徑

示例1
查看當前所在目錄
[root@magedu ~]# pwd
/root

查看鏈接路徑
[root@magedu init.d]# pwd
/etc/rc.d/init.d
[root@magedu init.d]# pwd -P
/etc/rc.d/init.d
[root@magedu init.d]# pwd -L
/etc/rc.d/init.d

寫到環境變量中
export PS1='[\u@$PWD]\$’

shutdown命令
命令格式：
shutdown [OPTIONS…] [TIME] [WALL…]
命令功能：
可以停止、關閉和重啟系統，或指定某些操作。
命令參數：
-a Use /etc/shutdown.allow.
-c 取消等待關閉。只會對帶有時間參數的shutdown指令（不是”+0”或”now”）有效。
-f 重新啟動時不進行磁盤檢測（fsck）
-F 重新啟動時進行磁盤檢測（fsck）
-h 相當于–poweroff,除非指定–halt
-k 并不是關機，關閉和重啟系統，僅僅只是發送警告信息。
-n 不調用init進程進行關機，而是強行關機
-r /–reboot 重啟系統
-t<秒數> 延遲關機的時間
-w 僅做測試，并不真的將系統重新開機，只會把重開機的數據寫入/var/log目錄下的wtmp記錄文件
-P /–poweroff 關閉系統。（默認情況）
-H /–halt 停止機器。
–no-wall 在關閉，停止，重啟之前不發生警告信息。
–help 輸出簡短的幫助文檔并退出

示例1
立即關閉系統
[root@magedu ~]#shutdown -h now
示例2
指定時間關機，并送出警告信息給目前登錄用戶
[root@magedu ~]#shutdown +5 “System will shutdown after 5 minutes”
示例3
給所有登錄用戶發送信息
[root@magedu ~]#shutdown -k now “this is a test wall message!”

poweroff命令
命令格式：
poweroff [OPTIONS…]
命令功能：
用來關閉計算機操作系統并且切斷系統電源
命令參數：
-n：關閉操作系統時不執行sync操作；
-w：不真正關閉操作系統，僅在日志文件“/var/log/wtmp”中；
-d：關閉操作系統時，不將操作寫入日志文件“/var/log/wtmp”中添加相應的記錄；
-f：強制關閉操作系統；
-i：關閉操作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硬件設置為備用模式。

示例：
如果確認系統中已經沒有用戶存在且所有數據都已保存，需要立即關閉系統，可以使用poweroff命令。
使用poweroff立即關閉系統： poweroff

[root@magedu ~]# poweroff

reboot命令
命令格式：
reboot [OPTIONS…]
命令功能：
用來重新啟動正在運行的Linux操作系統。
命令參數：
-d：重新開機時不把數據寫入記錄文件/var/tmp/wtmp。本參數具有“-n”參數效果；
-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。

示例1
reboot //重啟機器
[root@magedu ~]# reboot

示例2
[root@magedu ~]#reboot -w //做個重開機的模擬（只有紀錄并不會真的重開機）。

hwclock命令
命令格式：
hwclock [function] [option…]
命令功能：
是一個硬件時鐘訪問工具，它可以顯示當前時間、設置硬件時鐘的時間和設置硬件時鐘為系統時間，也可設置系統時間為硬件時鐘的時間。

命令參數：
–adjust：hwclock每次更改硬件時鐘時，都會記錄在/etc/adjtime文件中。使用–adjust參數，可使hwclock根據先前的記錄來估算硬件時鐘的偏差，并用來校正目前的硬件時鐘；
–debug：顯示hwclock執行時詳細的信息；
–directisa：hwclock預設從/dev/rtc設備來存取硬件時鐘。若無法存取時，可用此參數直接以I/O指令來存取硬件時鐘；
–hctosys：將系統時鐘調整為與目前的硬件時鐘一致；
–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：將硬件時鐘調整為與目前的系統時鐘一致；
–test：僅測試程序，而不會實際更改硬件時鐘；
–utc：若要使用格林威治時間，請加入此參數，hwclock會執行轉換的工作；
–version：顯示版本信息。

示例1
設置硬件時間要依賴于操作系統時間，具體方法如下：
[root@magedu ~]# hwclock –systohc –utc
示例2
不加任何參數使用hwclock，可以查看當前的硬件日期和時間。
[root@magedu ~]#hwclock
示例3
查看clock文件，確認是否設置了UTC：
cat /etc/default/rcS UTC=yes
在其他一些版本的Linux（如RebHat）中可以這樣查看：
cat /etc/sysconfig/clock ZONE=”America/Los_Angeles” UTC=false ARC=false

date命令
命令格式：
date [OPTION]… [+FORMAT]
date [-u|–utc|–universal] [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]
命令功能：
按格式顯示時間或設置系統時間。
命令參數：

-d, –date=STRING
顯示STRING指示的時間，STRING是比較隨性的可讀的字符串，
比如說“2012-06-16 18:31:00”或者“next Thursday”，這個字符串通常包含日歷時間、
時間、星期、日期、相對時間，相對日期或者數字。
-f, –file=DATEFILE
和-d類似，對文件DATEFILE里的每一行做date -d操作
-ITIMESPEC, –iso-8601[=TIMESPEC]
以ISO 8601格式顯示時間/日期。TIMESPEC=`date’只顯示日期, `hours’, `minutes’, or `seconds’顯示相應的精度. –iso-8601不帶TIMESPEC時等同于`date’.
-r, –reference=FILE
顯示文件FILE最后修改的時間
-R, –rfc-822
輸出與RFC-822相適應的時間字符串
-s, –set=STRING
設置STRING指定的時間
-u, –utc, –universal
輸出或者設置UTC時間
–help
顯示命令幫助
–version
輸出版本信息

%a 縮寫的星期名 Thu

%A 全星期名 Thursday

%b 縮寫的月名 Aug

%B 全月名 August

%c 日期和時間 Thu Aug 23 14:55:02 2001

%C 年/100 [00，99] 20

%d 十進制表示的每月的第幾天 [01，31] 16

%D 月/天/年 [m%/d%/y%] 06/16/12

%e 十進制表示的每月的第幾天 ，一位數前加空格[1，31] 10

%F 年-月-日 [Y%-m%-d%] 2012-06-16

%g ISO 8601使用基于周的年的后兩位數字 12

%G ISO 8601使用基于周的年 2012

%h 簡寫的月份名 ，與%b相同 Aug

%H 24小時制的小時 [00，23] 14

%I 12小時制的小時 [01，12] 02

%j 每年的第幾天 [001，366] 235

%k 24小時制的小時 [0，23] 5

%l 12小時制的小時 [1，12] 5

%m 十進制的月 [01，12] 08

%M 分鐘 [00，59] 55

%n 換行符

%N 十億分之一秒，納秒 [000000000，999999999] 000000001

%p AM/PM PM

%P am/pm pm

%r 本地時間：（12時制） 11:01:23 AM

%R 與“%H:%M”相同 11:01

%s 自’00:00:00 1970-01-01 UTC’ 的秒數 1339819819

%S 秒 [00，60] 02

%t 水平制表符

%T 與“%H:%M:%S”相同 11:01:23

%u ISO 8601的星期，星期一為1，[1，7] 2

%U 周數 ，以周日為一周開始 [00，53] 33

%V ISO 8601周數 [01，53] 07

%w 星期，星期天為0. [0，6] 4

%W 周數，以星期一為一周開始 [00，53] 34

%x 標準日期 06/16/12

%X 標準時間 14:55:02

%y 年份的后兩位數字 [00，99] 12

%Y 年 2012

%z ISO 8601格式的UTC偏移量 -0500

%Z 時區名 EST

%% 百分號 %

示例1
顯示7天前的時間
[root@magedu ~]# date -d “7 days ago”
Wed Nov 29 17:22:22 CST 2017

示例2
格式化輸出：
[root@magedu ~]# date +”%Y-%m-%d”
2017-12-06

示例3
2秒后輸出：
[root@magedu ~]# date -d “2 second” +”%Y-%m-%d %H:%M.%S”
2017-12-06 17:37.31

五、如何獲取幫助信息，描述man文檔章節劃分

linux中常用的幾個幫助命令：
man

info

help

tab鍵（雙tab）

-h 或–help

man文檔章節劃分：

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：文件格式（配置文件格式）；

man6：游戲使用幫助：

man7：雜項：

man8：管理工具及守護進行；

六、羅列發行版基礎目錄名稱命名法則及功用規定

[root@magedu ~]# tree -L 1 /
/
├── bin -> usr/bin
├── boot
├── dev
├── etc
├── home
├── lib -> usr/lib
├── lib64 -> usr/lib64
├── media
├── mnt
├── opt
├── proc
├── root
├── run
├── sbin -> usr/sbin
├── srv
├── sys
├── tmp
├── usr
└── var

/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、塊設備；

/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/yu

/lib:為系統啟動或跟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C庫：

ld*:運行時鏈接器和加載器；

modules:用于存儲內部模塊的目錄

/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；

/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；