Linux 第一週作業 (6.18–6.24)

一、计算机的组成及其功能

電腦硬體的組成部分主要可以分為五個部分

• 輸入單元：我們通過輸入單元，將資料輸入到主機進行處理，像是鍵盤、鼠標、手寫板、觸控器等等；
• 控制單元(CPU內部)：主要作用為協調各個周邊元件之間的工作；
• 算數邏輯單元(CPU內部)：主要負責程式運算與邏輯判斷；
• 記憶單元：包含了像是主記憶體(RAM)、輔助記憶體(eg. 硬碟、光碟、磁帶)；
• 輸出單元：像是螢幕、印表機等等以下介紹較為重要的CPU、主記憶體以及儲存裝置;

CPU：

指令集：CPU其實內部已經有一些建好的微指令，我們所使用的軟體都要通過CPU的微指令集來完成

CPU指令集架構：根據設計理念的不同可分為精簡指令集(RISC)與複雜指令集(CISC)

RISC：微指令集較為精簡，每個指令執行的時間很短，完成動作單純，但複雜的工作就要靠多個指令才能完成

CISC：指令數目多而且複雜，每條指令的長度也不太一樣，花費的時間也比較長，但個別指令能完成的工作較為豐富

CPU基本三大組成：算數邏輯單元(ALU)、控制元件(CU)、暫存器

主記憶體:

為了儲存資料，電腦含有許多的電路，每一個電路能儲存一個單一位元。這些位元的儲存器就是主記憶體;

電腦的主記憶體是以儲存單元的方式排列的，每個儲存單元的大小通常是8個位元(每8個位元稱為1個位元組);

主記憶體是以個別且可定址的儲存單元構成，儲存單元可以個別的存取，為了反映這種可以依任何順序來存取儲存單元的特性，主記憶體常被稱為隨機存取記憶體(RAM);大容量儲存裝置：

大容量儲存裝置較主記憶體的優點有電荷改變次數較少、低成本以及方便從電腦中移出來保存

磁性系統：

內部有一篇不斷旋轉的碟片，表面塗有磁性物質用以保存資料;
讀寫頭被放置在上方或下方，因此當磁碟旋轉一圈時，每個讀寫頭會走過一個圓形軌跡，成為磁軌(track);
每個磁軌會分割成更小的磁區(sectors)用以更為方便地儲存資訊;
每次讀寫頭移動時，就可以存取一組新的磁軌，稱為磁柱(cylinder);
eg. 磁碟、硬碟

光學系統：

資料的儲存是藉由在反射表面上產生一些變化，資料的讀取則是當CD旋轉時，透過雷射來偵測反射表面的不規則變化;
eg. 光碟

快閃記憶體：

不論是磁性技術或是光學技術都離不開機械作動，這種方式跟電子電路的速度比起來會慢很多，快閃記憶體可減少這樣的缺陷;
快閃記憶體中，位元的儲存方式是直接將電子訊號傳送到儲存媒體上，接著電子會被內部小孔捕捉而改變小型電子電路的狀態;
快閃記憶體的裝置成為隨身碟(flash drivers)，而大型的則成為固態硬碟(SSD);

二、按系列罗列Linux的发行版，并描述不同发行版之间的联系与区别。

Debian

最符合開源精神的發行版
迄今為止最遵循GNU規範的Linux系統
系統的開發維護完全是由社區驅動的
圖形化安裝方式對新手友好

ubuntu:
版本更新較快
界面非常友好，容易上手
適合做桌面系統的Linux發行版本

Linux Mint：
基於Ubuntu的Linux發行版
相較於ubuntu操作界面 它更接近WindowsOS

Slackware

力圖成為UNIX風格的Linux放版本

openSUSE
基於企業級的SUSE Linux再加上德國製造，所以非常穩定
業界成為“最華麗的Linux發行版”

RedHat

RHEL
收費
使用人數龐大，資料多
適合於服務器上使用

CentOS
Redhat Linux的社區版，相當穩定
版本更新緊跟RedHat
非常適合作為服務器操作系統使用

Fedora Core：
有紅帽贊助
穩定性較差，最好只用於桌面應用
基本上半年發佈一個新版本，新技術吸納較快
圖形化安裝對新手友好

ArchLinux

靈活
輕量級
WIKI中文化程度很高

Gentoo

比較偏向於源碼方式安裝 -> 軟件的編譯選項都可以定制的
安裝複雜，但安裝完成後非常便於管理
Linux家族在相同硬件環境下運行最快的版本

三、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。

1、一切皆文件
一切皆文件，包括不同的設備也是不同的文件，便於統一管理

2、单一目的的小程序
保證內核的高效運作

3、组合小程序完成复杂任务
執行一個複雜的流程時，應該要由許多單一目的的小程序共同組合起來，而不是將所有目的不同的內容寫入到同一個小程序中;

4、配置文件保存為純文本格式
純文本格式優點：
可讀性強、存在大量純文本編輯工具、可永久保存、跨平台
純文本格式缺點：
解析繁瑣、明文不安全

5、尽量避免與用戶交互；
一個用戶發起進程後，讓進程自己運行，不需要用戶再輸入任何信息，告訴它該怎麼做
易於以變成的方式實現自動化任務

6、提供机制，而非策略。
我們應該提供的是實現某個功能的大綱，而不是直接去實現細部的功能，讓用戶可以根據自己的需要根據機制產生策略。
若依OOP的思想來看，有點像多型的概念

四、说明Linux系统上命令的使用格式；详细介绍ifconfig、echo、tty、startx、export、pwd、history、shutdown、poweroff、reboot、hwclock、date命令的使用，并配合相应的示例来阐述。

命令語法通用格式：
# COMMAND OPTIONS ARGUMENTS

ifconfig: configure a network interface
ifconfig [-v] [-a] [-s] [interface]
ifconfig [-v] interface [aftype] options | address …

-a：顯示全部接口信息
up：啟動指定網絡設備/網卡
down：關閉指定網絡設備/網卡
add：給指定網卡配置IPv6地址
del：刪除指定網卡配置IPv6地址
mtu<字節數>：設置網卡的最大傳輸單元

eg. 啟動eth0網卡 -> ifconfig eth0 up
為eth0網卡配置IPv6地址 -> ifconfig eth0 add IPv6地址
為eth0網卡配置IPv4地址 -> ifconfig eth0 IPv4地址 netmask 子網掩碼

echo: display a line of text
echo [SHORT-OPTION]… [STRING]…
-n: 不進行換行
-e: 讓轉義符生效
eg. \n -> 換行， \t -> 制表符

STRING 引號
單引號：強引用，變量引用不執行替換
雙引號：弱引用，變量引用會替換

tty: print the file name of the terminal connected to standard input
tty [OPTION]…

-s，–silent，–quiet：靜默模式
–version：打印版本信息并退出

startx: initialize an X session
startx [ [ client ] options … ] [ — [ server ] [ display ] options … ]

export: Set export attribute for shell variables
export [-fn] [name[=value] …] 或 export -p
-p：顯示所有環境變量

pwd: print name of current/working directory
eg. pwd

history: Display or manipulate the history list
history [-c] [-d 偏移量] [n]
或 history -anrw [文件名]
或 history -ps 參數 [參數名…]

-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#條命令

調用歷史列表中的命令
!#：再一次執行歷史列表中的第#條命令
!!：再次執行上次的命令
!STRING：再次執行命令歷史列表中最近一個一STRING開頭的命令

shutdown: Halt, power-off or reboot the machine
shutdown [OPTIONS…] [TIME] [WALL…]
OPTIONS:
-h: halt
-r: reboot
-c: cancel
TIME:
now
hh:mm
+m
WALL

poweroff: halt, poweroff, reboot – Halt, power-off or reboot the machine
-p：關閉機器
-f，–force：立即強制關閉

reboot: halt, poweroff, reboot – Halt, power-off or reboot the machine

hwclock: query or set the hardware clock (RTC)
hwclock [function] [option…]
-s，–hctosys：以硬件為準，把系統時間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: print or set the system date and time
date [OPTION]… [+FORMAT]
FORMAT:
%F
%T
%Y
%m
%d
%H
%M
%S

五、如何在Linux系统上获取命令的帮助信息，请详细列出，并描述man文档的章节是如何划分的。

命令類型查看：
# type COMMAND

獲得命令索引的簡短說明：
# whatis COMMAND

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,位置：/usr/share/man
# man COMMAND -> 常用
章節劃分
# man 數字 COMMAND
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
6：遊戲
7：雜項
8：系統管理工具

(3)命令的在線文檔
# info COMMAND

(4)有些程序的自帶幫助文檔
位置：/usr/share/doc/APP-VERSION
README:程序的相關信息
INSTALL:安裝幫助
CHANGES:版本迭代時的改動信息

(5)主流發行版官方文檔
eg. http://www.redhat.com/doc

六、请罗列Linux发行版的基础目录名称命名法则及功用规定

FHS：Linux目錄配置的依據
FHS的重點在於規範每個特定的目錄下應該要放置什麼樣子的資料

FHS要求必須要存在的目錄：
/bin：在單人維護模式下還能被操作的指令
/boot：主要放置開機時會使用到的檔案
/dev：在Linux中，任何裝置與周邊設備都是以檔案的形態存在這個目錄中的
/etc：存放系統主要的設定檔。一般來說，一般使用者可以查閱，但只有root有權力修改
/lib：放置的是在開機時會用到的函式庫，以及在/bin或/sbin底下的指令會呼叫的函式
/media：放置的是可以出的裝置
/mnt：放置暫時掛載的某些額外的裝置
/opt：給第三方協力軟體放置的目錄
/sbin：開機過程中所需要的檔案
/srv：一些網路服務啟動之後，這些服務所需要取用的資料目錄
/tmp：任何人都能夠存取的目錄

FHS建議可以存在的目錄：
/usr：與軟體安裝、執行有關，全局共享的只讀數據。裡面放置的資料屬於可分享的與不可變動的
/var：存儲常發生變化的數據的目錄
/home：系統預設的使用者家目錄
/root：系統管理員的家目錄