Linux理論基礎
1. 計算機的組成及其功能
馮.諾伊曼體系中，計算機有五大基本部件：控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備。?
實際應用中，計算機包括CPU（控制器和運算器）、存儲器（Memory內存和Disk外存）、Input輸入設備、Output輸出設備。
(1) CPU（控制器和運算器）
CPU由運算器、控制器、寄存器、緩存、指令集組成。?
a、運算器是實現算術運算和邏輯運算的部件：?
主要由算術邏輯部件（ALU：Arithmetic and Logic Unit）、寄存器組和狀態寄存器組成：?
ALU主要完成對二進制信息的定點算術運算、邏輯運算和各種移位操作；?
通用寄存器組是用來保存參加運算的操作數和運算的中間結果；?
狀態寄存器在不同的機器中有不同的規定，程序中，狀態位通常作為轉移指令的判斷條件。?
b、控制器是計算機的指揮系統，通過地址來訪問存儲器（內存），從存儲器中取出指令，經譯碼器分析后，根據指令分析結果產生相應的操作控制信號作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有條不紊地協調工作。?
控制器一般包括指令控制邏輯、時序控制邏輯、總線控制邏輯、中斷控制邏輯等幾個部分：?
指令控制邏輯要完成取指令、分析指令和執行指令的操作；?
時序控制邏輯要為每條指令按時間順序提供應有的控制信號，一般時鐘脈沖就是最基本的時序信號，是整個機器的時間基準，稱為機器的主頻；?
總線邏輯是為多個功能部件服務的信息通路的控制電路，就CPU而言一般分為內部總線和CPU對外聯系的外部總線，外部總線有時候又叫做系統總線、前端總線（FSB）等；?
中斷是指計算機由于異常事件，或者一些隨機發生需要馬上處理的事件，引起CPU暫時停止現在程序的執行，轉向另一服務程序去處理這一事件，處理完畢再返回原程序的過程。由機器內部產生的中斷，把它叫做陷阱（內部中斷），由外部設備引起的中斷叫外部中斷。?
c、寄存器(register)是CPU內部用來存放數據的一些小型的存儲區域，用來暫時存放參與運算的數據以及運算結果。寄存器由電子線路組成，存取速度非常快，與CPU的速度相當，寄存器的成本較高，因而數量較少。CPU內部的寄存器類型有指令寄存器、程序計數器、數據寄存器、地址寄存器以及狀態寄存器等。
(2) 存儲器
a、Memory內存，RAM（Random Access Memory）?
由Cell存儲單元組成，每個Cell為8bits。?
擴展思考：?
32位CPU能引用的存儲單元位置，決定了最大可用到的內存大小為4GB：?
32位CPU，能夠識別的存儲單元地址個數位2^32個，每個位置代表一個存儲單元Cell，每個Cell是8bits（1Byte），?
能用到的內存大小為2^32Bytes=4GB。?
b、Disk外存，即磁盤，存儲數據。
(3) 輸入設備
下指令，提供數據等。
(4) 輸出設備
輸出數據加工后的結果。
2. Linux常見發行版，及不同發行版之間的聯系與區別
Linux內核和Linux發行版的關系
Linux內核指的是一個由Linus Torvalds負責維護，提供硬件抽象層、硬盤及文件系統控制及多任務功能的系統核心程序。?
Linux發行版就是由Linux內核與各種常用軟件的集合產品，如今全球大約有數百款的Linux發行版本。
Linux常見發行版
Linux發行版有三大主流分支：Debian、Slackware、Redhat，包含的主要發行版分別如下：
- Debian?
- Ubuntu?
Linux mint - Knopix
- Ubuntu?
- Slackware?
- S.u.S.E?
SLES-SuSE Linux Enterprise?
OpenSuSE
- S.u.S.E?
- Redhat?
- RHEL-RedHat Enterprise Linux?
CentOS-Community ENTerprise - Fedore Core
- RHEL-RedHat Enterprise Linux?
除了三大主流分支，還有兩種比較流行的發行版：
- Gentoo
- ArchLinux
Linux發行版之間的關系
- Fedora是基于RHEL，CentOS，Scientific Linux, 和Oracle Linux的社區版本。相比RHEL，Fedora打包了顯著的更多的軟件包。其中一個原因是，多樣化的社區參與Fedora的建設;它不只是一家公司。在這個過程中，CentOS用于活動，演示和實驗，因為它是對最終用戶免費提供的，并具有比Fedora的一個更長的發布周期(通常每隔半年左右發布一個新版本)。
- SUSE, SUSE Linux Enterprise Server (SLES), 和openSUSE 之間的關系類似于 Fedora, Red Hat Enterprise Linux, 和CentOS的關系。
- Debian是包括Ubuntu在內許多發行版的上游，而Ubuntu又是Linux Mint及其他發行版的上游。Debian在服務器和桌面電腦領域都有著廣泛的應用。Debian是一個純開源計劃并著重在一個關鍵點上，穩定性。它同時也提供了最大的和完整的軟件倉庫給用戶。
Linux發行版分類
Linux發行版都是基于同一內核，所以除了外觀和名字不一樣外，其他地方的區別不是很大，按用途大致分為桌面版和企業版：
- 桌面版：?
Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、openSUSE等。由于安裝了圖像界面，界面美觀、操作方便，比較適合新手，但相對于企業版來說較消耗資源。 - 企業版：?
RHEL、CentOS、Debian、Ubuntu、openSUSE、SLES等。系統穩定性好，資源消耗較小，滿足企業需求，但基本都是命令行界面，需要有一定的基礎才能上手操作。
按照維護方式分為兩類，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。
- 商業公司維護：?
RHEL、CentOS、SLES等 - 社區組織維護：?
Debian、Ubuntu等
linux各發行版特點
各發行版的思想，如圖：
- Redhat，應該稱為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應該說是在國內使用人群最多 的Linux版本，甚至有人將Redhat等同于Linux，而有些老鳥更是只用這一個版本的Linux。所以這個版本的特點就是使用人群數量大，資料非 常多，言下之意就是如果你有什么不明白的地方，很容易找到人來問，而且網上的一般Linux教程都是以Redhat為例來講解的。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，或者稱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。Debian的資料也很豐富，有很多支持的社區，有問題求教也有地方可去:)?
Ubuntu嚴格來說不能算一個獨立的發行版本，Ubuntu是基于Debian的unstable版本加強而來，可以這么說，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，偉大的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。 - 最后，介紹一下FreeBSD，需要強調的是：FreeBSD并不是一個Linux系統!但FreeBSD與Linux的用戶群有相當一部分是重合的，二者支持的硬件環境也比較一致，所采用的軟件也比較類似，所以可以將FreeBSD視為一個Linux版本來比較。?
FreeBSD擁有兩個分支： stable和current。顧名思義，stable是穩定版，而 current則是添加了新技術的測試版。FreeBSD采用Ports包管理系統，與Gentoo類似，基于源代碼分發，必須在本地機器編后后才能運 行，但是Ports系統沒有Portage系統使用簡便，使用起來稍微復雜一些。FreeBSD的最大特點就是穩定和高效，是作為服務器操作系統的最佳選 擇，但對硬件的支持沒有Linux完備，所以并不適合作為桌面系統。
3. Linux的哲學思想
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，便于統一管理和定義；?
對文件的操作有：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，保證了Linux內核的高效運行；?
3. 組合小程序完成復雜任務?
通過連接多個簡單的程序實現復雜的功能；?
4. 盡量避免和用戶交互?
更貼近編程，易于以編程的方式實現自動化任務；?
5. 使用文本文件保存配置信息?
修改配置信息只需要任意一款文本編輯器就可以進行。
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博客寫的很棒，加油。