基础篇

1.计算机的组成与功

   电子计算机,是一种用于高速计算的电子计算机器。通过计算机,可以实现计算、存储等功能。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机等五类。对于我们日常的学习、生活而言,计算机已经是必不可少的组成部分 通常,对于我们而言,计算机指的就是PC个人计算机。

组成:硬件与软件。

硬件:依据冯·诺依曼体系结构构建的,一共分为五大部分:输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器。

  运算器:用于完成各种算术运算、逻辑运算和数据传送等数据加工处理。

  控制器:用于控制程序的执行,是计算机的大脑。

  存储器:用于记忆程序和数据。分为只读存储器和随机存储器

  输入设备:用于将数据或程序输入到计算机中,例如:鼠标、键盘。

   输出设备:将数据或程序的处理结果展示给用户,例如:显示器、打印机。

软件:包括汇编语言、系统软件及应用软件。

汇编语言:一种用于cpu的低级语言。它使用助记符代替二进制语言,方便人类的阅读及操作。

系统软件:用来运行或控制硬件所开发的计算机软件,如操作系统、编译器、数据库等等。

应用软件:为了某种特定用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序,也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统。

2、描述内核功能以及作用

    内核指的是一个提供硬件抽象层、磁盘及文件系统控制、多任务等功能的系统软件。内核是一个操作系统的核心,是操作系统最基本的部分。它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统等,决定着系统的性能和稳定性。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件,这种访问是有限的,并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。直接对硬件操作是非常复杂的,所以内核通常提供一种硬件抽象的方法来完成这些操作。硬件抽象隐藏了复杂性,为应用软件和硬件提供了一套简洁,统一的接口,使程序设计更为简单。 

        一个内核不是一套完整的操作系统。比如一套基于Linux内核的完整操作系统叫作Linux操作系统,或是GNU/Linux。

内核作用

        进程管理:内核负责创建和销毁进程, 并处理它们与外部世界的联系(输入和输出),不同进程间通讯(通过信号,管道,或者进程间通讯原语)对整个系统功能来说是基本的,也由内核处理。 另外, 调度器, 控制进程如何共享CPU,是进程管理的一部分。更通常地,内核的进程管理活动实现了多个进程在一个单个或者几个CPU 之上的抽象。

       内存管理:计算机的内存是主要的资源, 处理它所用的策略对系统性能是至关重要的。内核为所有进程的每一个都在有限的可用资源上建立了一个虚拟地址空间。内核的不同部分与内存管理子系统通过一套函数调用交互,从简单的malloc/free对到更多更复杂的功能。

        文件管理:Linux 在很大程度上基于文件系统的概念;几乎Linux中的任何东西都可看作一个文件。内核在非结构化的硬件之上建立了一个结构化的文件系统,结果是文件的抽象非常多地在整个系统中应用。另外,Linux 支持多个文件系统类型,就是说,物理介质上不同的数据组织方式。例如,磁盘可被格式化成标准Linux的ext3文件系统,普遍使用的FAT文件系统,或者其他几个文件系统。

        驱动管理:几乎每个系统操作终都映射到一个物理设备上,除了处理器,内存和非常少的别的实体之外,全部中的任何设备控制操作都由特定于要寻址的设备相关的代码来进行。这些代码称为设备驱动。内核中必须嵌入系统中出现的每个外设的驱动,从硬盘驱动到键盘和磁带驱动器。

        网络管理:网络必须由操作系统来管理,因为大部分网络操作不是特定于某一个进程: 进入系统的报文是异步事件。报文在某一个进程接手之前必须被收集,识别,分发,系统负责在程序和网络接口之间递送数据报文,它必须根据程序的网络活动来控制程序的执行。另外,所有的路由和地址解析问题都在内核中实现。

3、按系列罗列常见Linux的发行版,并描述不同发行版之间的联系与区别。

Linux发行版主要有三个分支:Debian、Slackware、Redhat。

(1)Debian:(以社区的方式运作)

Ubuntu:基于Debian开发的开源Linux操作系统,主要针对桌面和服务器;

Linux Mint:基于Debian和Ubuntu的Linux发行版,致力于桌面系统对个人用户每天的工作更易用,更高效,且目标是提供一种更完整的即刻可用体验。

(2)slackware

suse:基于Slackware二次开发的一款Linux,主要用于商业桌面、服务器。

SLES(SUSE Linux Enterprise Server(SLES):企业服务器操作系统,是唯一与微软系统兼容的Linux操作系统。

OpenSUSE:由suse发展而来,旨在推进linux的广泛使用,主要用于桌面环境,用户界面非常华丽,而且性能良好。

(3)Redhat

rhel(red hat enterprise Linux):Red Hat公司发布的面向企业用户的Linux操作系统。早起版本主要用于桌面环境,免费:

Fedora:基于Red Hat Linux终止发行后,红帽公司计划以Fedora来取代Red Hat Linux在个人领域的应用,而另外发行的Red Hat Enterprise Linux取代Red Hat Linux在商业应用的领域。Fedora的功能对于用户而言,它是一套功能完备、更新快速的免费操作系统,而对赞助者Red Hat公司而言,它是许多新技术的测试平台,被认为可用的技术最终会加入到Red Hat Enterprise Linux中。Fedora大约每六个月发布新版本。

Centos:基于Red hat Linux提供的可自由使用源代码的企业级Linux发行版本。每个版本的Centos都会获得十年的支持(通过安全更新的方式)。新版本的Centos大约每两年发行一次,而每个版本的Centos会定期(大概6个月)更新一次,以支持新的硬件。这样,建立一个安全、低维护、稳定、高预测性、高重复性的Linux环境。

(4)其他发行版本:

Gentoo:基于linux的自由操作系统,基于Linux的自由操作系统,它能为几乎任何应用程序或需求自动地作出优化和定制。追求极限的配置、性能,以及顶尖的用户和开发者社区,都是Gentoo体验的标志特点, Gentoo的哲学是自由和选择。得益于一种称为Portage的技术,Gentoo能成为理想的安全服务器、开发工作站、专业桌面、游戏系统、嵌入式解决方案或者别的东西--你想让它成为什么,它就可以成为什么。由于它近乎无限的适应性,可把Gentoo称作元发行版。

Aech Linux(或称Arch):以轻量简洁为设计理念的Linux发行版。其开发团队秉承简洁、优雅和代码最小化的设计宗旨。

不同发行版之间的联系和区别:

联系:所有发行版都是使用Linux内核;都需要遵循GNU的GPL协定;所有的发行版都有自己的版本号,版本格式约定基本一样(主版本号.次版本号.发行号.修正号)。

区别:发行版的本质区别,在于继承不同版本的内核,库、程序的组成。不同发行版几乎采用了不同包管理器(SLES、Fedora、openSUSE、centos、RHEL使用rmp包管理系统,包文件以RPM为扩展名;Ubuntu系列,Debian系列使用基于DPKG包管理系统,包文件以deb为扩展名。)

4、描述常见的开源协议(GPL,LGPL, BSD,Apache等)以及开源协议的区别

GPL(GNU General Public License)

  GPL协议的主要内容是只要在一个软件中使用(“使用”指类库引用,修改后的代码或者衍生代码)GPL 协议的产品,则该软件产品必须也采用GPL协议,既必须也是开源和免费。这就是所谓的”传染性”。GPL协议的产品作为一个单独的产品使用没有任何问题,还可以享受免费的优势。

  由于GPL严格要求使用了GPL类库的软件产品必须使用GPL协议,对于使用GPL协议的开源代码,商业软件或者对代码有保密要求的部门就不适合集成/采用作为类库和二次开发的基础。

  其它细节如再发布的时候需要伴随GPL协议等和BSD/Apache等类似。

LGPL(GNU Lesser General Public License)

  LGPL是GPL的一个为主要为类库使用设计的开源协议。和GPL要求任何使用/修改/衍生之GPL类库的的软件必须采用GPL协议不同。LGPL允许商业软件通过类库引用(link)方式使用LGPL类库而不需要开源商业软件的代码。这使得采用LGPL协议的开源代码可以被商业软件作为类库引用并发布和销售。

但是如果修改LGPL协议的代码或者衍生,则所有修改的代码,涉及修改部分的额外代码和衍生的代码都必须采用LGPL协议。因此LGPL协议的开源代码很适合作为第三方类库被商业软件引用,但不适合希望以LGPL协议代码为基础,通过修改和衍生的方式做二次开发的商业软件采用。

GPL/LGPL都保障原作者的知识产权,避免有人利用开源代码复制并开发类似的产品。

BSD开源协议(original BSD license、FreeBSD license、Original BSD license)

  BSD开源协议是一个给于使用者很大自由的协议。基本上使用者可以”为所欲为”,可以自由的使用,修改源代码,也可以将修改后的代码作为开源或者专有软件再发布。

  但”为所欲为”的前提当你发布使用了BSD协议的代码,或则以BSD协议代码为基础做二次开发自己的产品时,需要满足三个条件:

如果再发布的产品中包含源代码,则在源代码中必须带有原来代码中的BSD协议。

如果再发布的只是二进制类库/软件,则需要在类库/软件的文档和版权声明中包含原来代码中的BSD协议。

不可以用开源代码的作者/机构名字和原来产品的名字做市场推广。

  BSD 代码鼓励代码共享,但需要尊重代码作者的著作权。BSD由于允许使用者修改和重新发布代码,也允许使用或在BSD代码上开发商业软件发布和销售,因此是对商业集成很友好的协议。而很多的公司企业在选用开源产品的时候都首选BSD协议,因为可以完全控制这些第三方的代码,在必要的时候可以修改或者二次开发。

Apache Licence 2.0(Apache License, Version 2.0、Apache License, Version 1.1、Apache License, Version 1.0)

  Apache Licence是著名的非盈利开源组织Apache采用的协议。该协议和BSD类似,同样鼓励代码共享和尊重原作者的著作权,同样允许代码修改,再发布(作为开源或商业软件)。需要满足的条件也和BSD类似:

需要给代码的用户一份Apache Licence

如果你修改了代码,需要再被修改的文件中说明。

在延伸的代码中(修改和有源代码衍生的代码中)需要带有原来代码中的协议,商标,专利声明和其他原来作者规定需要包含的说明。

如果再发布的产品中包含一个Notice文件,则在Notice文件中需要带有Apache Licence。你可以在Notice中增加自己的许可,但不可以表现为对Apache Licence构成更改。

Apache Licence也是对商业应用友好的许可。使用者也可以在需要的时候修改代码来满足需要并作为开源或商业产品发布/销售。

5.描述Linux的哲学思想,并按照自己的理解对其进行解释性描述。

论Linux的哲学思想:一切皆文件;由众多单一目的的小程序,一个程序只实现一个功能,多个程序组合完成复杂任务;组合小程序完成复杂任务;文本文件保存配置信息;尽量避免与用户交互;提供机制,而非策略。

一切皆文件:普通的文件,目录、字符设备、块设备、Linux 中都是以文件被对待;虽然本身的类型不同,但是Linux提供的都是一样的。

单一小程序:一个单一的程序或者可执行的文件,不会太过于复杂和过大,这样才会保证Linux的高速运转。过于复杂的程序。linux也会通过连接很多是简单程序来实现复杂程序的运转,保证了简单功能的高效性的同时,复杂的程序也必然是高效性的

避免与用户交互:Linux上支持的脚本语言种类十分丰富、易学简单,易于使用者以脚本的方式自动完成众多功能。

提供机制,而非策略:Linux是一款开源的系统,所有的系统配置都写在配置文件之中,无论修改什么只要在在配置文件中修改即可,修改配置文件只需要任意一款文本编辑器就可以,不用像Windows只可以在注册表中修改,工具单一,过于复杂。

6.描述linux目录结构以及目录结构命名规定。

目录结构

/boot:引导文件存放目录,内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader, grub)都存放于此目录

/bin:供所有用户使用的基本命令;不能关联至独立分区, OS启动即会用到的程序

/sbin:管理类的基本命令;不能关联至独立分区,OS启动即会用到的程序

/lib:启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)

/lib64:专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置

/etc:配置文件目录

/home/USERNAME:普通用户家目录

/root:管理员的家目录

/media:便携式移动设备挂载点

/mnt:临时文件系统挂载点

/dev:设备文件及特殊文件存储位置

/opt:第三方应用程序的安装位置

/srv:系统上运行的服务用到的数据

/tmp:临时文件存储位置

/usr: universal shared, read-only data

bin:保证系统拥有完整功能而提供的应用程序

           lib:32位使用

           lib64:只存在64位系统

           include: C程序的头文件(header files) share:结构化独立的数据,例如doc, man等 

           local:第三方应用程序的安装位置

                bin, sbin, lib, lib64, etc, share

/var: variable data files

    cache:应用程序缓存数据目录

    lib:应用程序状态信息数据

    local:专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据; 

    lock:锁文件

    log:日志目录及文件

    opt:专用于为/opt下的应用程序存储可变数据;

    run:运行中的进程相关数据,通常用于存储进程pid文件

    spool:应用程序数据池

    tmp:保存系统两次重启之间产生的临时数据

/sys:用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统

/proc:用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统

/selinux: security enhanced Linux,selinux相关的安全策略等信息的存储位置

Linux目录结构命名规定:

        几乎所有的Linux版本都会遵循FHS(Filesystem Hierarchy Standard),中文翻译过来即为文件系统层次化标准。类似于Windows操作系统中c盘的文件目录,FHS采用树形结构组织文件。FHS定义了系统中每个区域的用途、所需要的最小构成的文件和目录,同时还给出了例外处理与矛盾处理。

7.打印显示当前时间,格式是:20181209211008 

date +%Y%m%d%H%M%S

8.实现晚上20:30自动关机,并提示用户

shutdown 20:30 -hk

9.总结历史命令管理以及用法

历史命令:history

history命令:是被保存在内存中的,当退出或者登录shell时,会自动保存或读取。在内存中,历史命令仅能够存储1000条历史命令,该数量是由环境变量 HISTSIZE进行控制。默认是不显示命令的执行时间,命令的执行时间,history 已经记录,只是没有显示。

输入“history”,可以得到最近运行的历史命令(默认最多1000条);运行“history 数量”,就可以得到最近运行的制定数量的命令

运行某条历史命令

每一条历史命令前都有一个编号,要运行某条命令就只需要执行命令“!编号”即可。

对于最后一条命令,也可以使用“!!”来执行。

修改历史记录保留的条目

1000条历史命令数量或许不够,可以修改/etc/profile文件下“HISTSIZE”的值。

HISTSIZE=数量

五、清空历史命令记录

用“history -c”命令可以清空历史命令记录。

10.总结Linux帮助用法

man info 文档 help 搜索 

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