第一周 计算机/Linux基础入门

1、描述计算机组成及其功能

计算机组成主要分为五个部分：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备

ENIARC:

CPU：运算器、控制器、寄存器、缓存

存储器：内存，RAM(Random Access Memory)        

Input：下指令，提供数据等

Output：输出数据加工的结果

 

 

 

 

 

数据在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通过输出设备输出计算结果

各组件的功能

控制器（Control）：计算机的中枢神经，控制部件之间的协调，也包括寻址操作

　　– 保障不同数率传输的数据可以得到缓冲、甄别IO设备传送数据的正错、实现数据与数据之间的交换、接收和识别命令

运算器（Datapath）：包含算数逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等，通常只做运算

　　– 算数逻辑单元（ALU）：进行二位元的算术运算，如加减乘（不包括整数除）、移位等

　　– 累加器（accumulator）：储存计算产生的中间结果。保证ALU不用将计算结果写入内存

　　– 状态寄存器：存放两类信息– 体现当前指令执行结果的状态信息、控制信息

　　– 通用寄存器组：可用于传送和暂存数据，也可以参与算术逻辑运算，保存运算结果

  　    通用寄存器组包括以下几类：数据寄存器、变址寄存器、指针寄存器、段寄存器、指令指针寄存器

存储器（memory）：具有存储数据和读写数据的功能，每一个存储单元为cell，8位二进制为一个存储单元，也就是一个字节

　　– 最小存储单元   1024*1024*1024*4 Bytes   1024*1024*4 KB   1024*4 MB   4 GB——32位CPU最多只能使用4GB内存

输入设备（Input）：作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据输入到计算机

　　– 常见的输入设备有：键盘、鼠标、磁带机、磁盘机、光盘机等

输出设备（Output）：作用是把计算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据及文字等信息输出来

　　– 常见的输出设备有：CRT、打印机、绘图仪等

 

2、描述罗列Linux的发行版，并描述不同发行版之间的联系和区别

linux版本

红帽企业系统（RedHatEnterpriseLinux,RHEL.）

全球最大的开源技术厂商，全世界内使用最广泛的Linux发布套件。

提供性能与稳定性极强的Linux套件系统并拥有完善的全球技术支持。

社区企业操作系统（Community Enterprise Operating System,Centos）

最初是将红帽企业系统“重新编译/发布”给用户免费使用而广泛使用。

当前已被红帽公司收购。

Fedora最初由红帽公司发起的桌面版系统套件（目前已经不限于桌面版）

用户可免费体验到最新的技术或工具，而功能成熟后加入到RHEL中。

openSUSE

德国著名的Linux系统，全球范围内有着不错的声誉。

Gentoo

具有极高的自定制性，操作复杂，因此适合有经验的人员使用。

Debian提供超过37500种不同的自由软件（2015年数据）且拥有很高的认可度。

对于各类内核架构支持性良好，稳定性、安全性强更有免费的技术支持。

Ubuntu

Ubuntu是一款基于Debian派生的产品，对新款硬件具有极强的兼容能力。

普遍认为Ubuntu与Fedora都是极其出色的LINUX桌面系统

**Redhat系**

**Slackware系**

**Debian系**

其他

 

3、描述Linux的哲学思想，并按照自己的理解对其进行解释

1、一切皆文件：把几乎所有资源统统抽象为文件形式；包括硬件设备，甚至通信接口等

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

2、由众多功能单一的程序组成；一个程序只做一件事，并且做好

　  组合小程序完成复杂任务；

3、尽量避免跟用户交互（任何程序启动开始到结束，中间不需要用户不参与）

　  目标：易于以编程的方式实现自动化任务；

4、使用文本文件保存配置信息；

　  文本是最易于实现的底层接口表现形式。通过文本保存，就可以使用文本编辑器实现大多数程序的管理工作

5、提供机制，而非策略

　  机制，是实现某个功能需要的原语操作和结构      

　  策略，是某功能的具体实现      

　  提供机制，而非策略，指的就是要给用户充分的自主可调配性

 

4、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，并配合相应的示例说明阐述

命令使用格式

#	COMMAND	OPTIONS	ARGUMENTS
命令提示符	命令	选项	参数

 

COMMAND: 在命令提示符下，把这个命令启动为一个进程，而命令运行过程中的特性由选项进行修正，并且这个命令将作用

　　在所给定的参数值上

　　发起一命令：请求内核将某个二进制程序运行为一个进程；

　　程序 –> 进程

　　静态 –> 动态（有生命周期）

　　命令请求kernel将某个二进制程序运行为一个进程。程序本身只是一个静态文件，只有通过这个请求，才会转化为有生命周

　　期的动态进程

　　命令本身是一个可执行的程序文件（内部直接调用了CPU指令集中的所允许库）：二进制格式的文件，有可能会调用共享库

　　文件；

　　多数系统程序文件都存放在：/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

　　共享库（二进制文件，但不能独立执行，没有程序执行入口）：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local

　　/lib64

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

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

　　命令运行有可能会用到库文件——只要命令以动态形式进行编译并链接至库文件，将在运行时调用库

　　注意：并非所有的命令都有一个在某目录与之对应的可执行程序文件

　　命令必须遵循特定格式规范：exe, msi, ELF(Linux)

　~]# file /bin/ls

　　命令分为两类：

　　由shell程序的自带的命令：内置命令(builtin)

　　shell自带的命令是没有程序文件的

　　独立的可执行程序文件，文件名即命令名：外部命令

　　shell程序是独特的程序，负责解析用户提供的命令；

　　环境变量：

　　PATH：从哪些路径中查找用户键入的命令字符串所对应的命令文件；

　~]# echo $PATH

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

　　路径查找次序：自左而右

　　查看命令类型——type COMMAND

　　内置命令在各个路径下是不可能与之匹配的文件名

OPTIONS：指定命令的运行特性，或者调整命令时所要执行的代码和实现的功能

　　选项有两种表现形式：

　短选项：-C, 例如-l, -d

　注意：有些命令的选项没有–；

　如果同一命令同时使用多个短选项，多数可合并：-l -d = -ld

　长选项：–word, 例如–help, –human-readable

　注意：长选项不能合并；

　注意：有些选项可以带参数，此称为选项参数；

　　　  长选项通常是由等号来等于，短选项通常是由空格分隔

ARGUMENTS：命令的作用对象；命令对什么生效；

注意：不同的命令的参数，格式是不一样的；有些命令可同时带多个参数，多个之间以空白字符分隔；

例如：ls -ld /var /etc

 

ifconfig——查看网络接口配置

语法：ifconfig [interface]   

          ifconfig interface options | address …

常用方法：

　　ifconfig：查看当前系统中存活的网络接口设备信息

　　ifconfig eth#：查看指定的网络接口设备的信息

　　ifconfig -a：查看所有网络接口设备（通过此命令，非运行状态的网卡也可显示）

　　ifconfig eth# up：动指定网络接口设备　　

　　ifconfig eth# down：关闭指定网络接口设备

　　ifconfig eth# add 33ffe:3240:800:1005::2/64：为指定网络接口设备添加IPv6地址

　　ifconfig eth# del 33ffe:3240:800:1005::2/64：为指定网络接口设备删除IPv6地址

　　ifconfig eth# hw ether 00:16:3E:10:60:B5 ： 修改指定网络接口设备MAC地址

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx：给指定网络接口设备配置指定ip地址

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx netmask 255.255.255.0 ：给指定网络接口设备配置指定ip地址及子网掩码

　　ifconfig eth# xxx.xxx.xxx.xx netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.120.255：给指定网络接口设备配置指定ip地址及子网掩码、广播地址

　　ifconfig eth# mtu 1500：给指定网络接口设备设置最大传输单元

　　备注：使用此命令对于网络接口的所有操作，在系统重启后均会失效。若需永久生效，需要通过修改配置文件的方式，配置文件的路径一般为

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

　　`[root@test network-scripts]# ls`

 

echo——回显 

语法：echo [SHORT-OPTION]… [STRING]…

　　　echo LONG-OPTION

常用方法：

　　-n: 不进行换行；

　　-e：让转义符生效；

　　　　\n：换行

　　　　\t：制表符 

　　备注：STRING可以使用引号，单引号双引号均可用

        单引号：强引用，变量不执行替换  

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

　      `$SHELL`

　　　  双引号：弱引用，变量引用会被替换

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

　　　　`/bin/bash`

　　　　注意：变量引用的正规符号

　　　　${name}

实例1

[root@localhost ~]# echo “abcdefg”

abcdefg

[root@localhost ~]# echo -n “abcdefg”    #不换行直接输出

abcdefg[root@localhost ~]#

实例2

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\bg”   #可以理解为删除前一个

abcdeg

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\cg”   #不换行直接输出

abcdef[root@localhost ~]#

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\ng”   #换行输出

abcdef

g

[root@localhost ~]# echo -e “abcdef\tg”   #相当于键入一个tab键

abcdef        g

实例3

[root@localhost ~]# echo “$SHELL”   #echo “$VAR_NAME”: 变量会替换，双引号表示弱引用

/bin/bash

[root@localhost ~]# echo ‘$SHELL’   #echo ‘$VAR_NAME’：变量不会替换，单引号表示强引用

$SHELL

 

tty——查看当前的终端设备

语法： tty [OPTION]…  

常用方法：`[root@test ~]# tty`

          `/dev/pts/0`

 

startx——用来启动X Window，实际上是启动X Window程序

常用方法：

　　startx：在服务器上启动x会话  

　　startx -w：在服务器上强制启动x会话

 

export ——用于将shell变量输出为环境变量，或将shell函数输出为环境变量

语法：BASH BUILTIN COMMANDS

常用方法：

　　-f：代表【变量名称】中为函数名称

　　-n：删除指定的变量。变量实际上并未删除，只是不会输出到后续指令的执行环境中】　

　　-p：列出所有shell赋予程序的环境变量

 

pwd——显示当前工作目录

语法： pwd [OPTION]..

 

history——命令历史  

语法：BASH BUILTIN COMMANDS    

常用方法：

　　-c: 清空命令历史

　　-d offset：删除指定命令历史

　　从304位置开始删除5条历史记录

　　　~]# history -d 304 5

　　-r: 从文件读取命令历史至历史列表（内存）中

　　-w：把历史列表中的命令追加至历史文件（内存）中

　　history #：显示最近的#条命令

 

shutdown——关机或重启命令

语法：shutdown [OPTION…] [TIME] [WALL…]  

常用方法：

　　OPTIONS:

　　-h：halt——将系统关机

　　-r：reboot——重启系统

　　-c：cancel——取消关机　　

　　shutdown -r 重启

　　shutodwn -h 关机

　　shutdown -c 取消计划关机

　　TIME：设置多久时间后执行shutdown指令

　　now

　　hh:mm

　　+m

　　+0

　　shutdown +0 马上关机

　　shutdown +1 一分钟后关机

　　shutdown -X X分钟后关机

　　shutdown 20:00 今天20：00关机

 

poweroff——关机

语法： poweroff [OPTION]…

常用方法：

　　-n：关闭操作系统时不执行sync操作

　　-w：不真正关闭操作系统     

　　-d：关闭操作系统时，不将操作写入日志文件    

　　-f：强制关闭系统      

　　-i：关闭系统之前关闭所有的网络接口      

　　-h：关闭操作系统之前将系统中所有的操作设置为备用模式

 

reboot——重启

语法：reboot [OPTION]…

常用方法：    

　　-d：重新开机时不把数据写入数据文件/var/tmp/wtmp    

　　-f：强制重新开机，不调用shutdown指令的功能    

　　-i：在重开机之前，先关闭所有网络界面      

　　-n：重开机之前不检查是否有未结束的程序    

　　-w：仅做测试，并不真正将系统重新开机，只会把重开机的数据写入/var/log目录下的wtmp记录文件

 

hwclock——硬件时钟

语法： hwclock [functions] [options]

常用方法：   

　　–adjust：校正目前的硬件时钟

　　–debug：显示hwclock执行时详细的信息   

　　–hctosys：将系统时钟调整与当前的硬件时钟一致

　　–set –date=<日期与时间>：设定硬件时钟  

　　–show：显示硬件时钟的时间与日期     

　　–systohc：将硬件始终调整为与当前的系统时钟一致    

　　–test：测试程序      

　　–utc：使用格林威治时间

　　–version：显示版本信息

 

date——显示日期时间

语法：date [OPTION]… [+FORMAT]     

常用方法：        

　　-d<“字符串”>：显示字符串所指的日期与时间     

　　-s<“字符串”>：根据字符串设置的日期与时间        

　　+FORMAT：格式符      

设定日期时间：date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]

实例1

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

实例2

[root@localhost ~]# date +%F        #显示当前年月日，格式与%D不一样

2017-11-10

[root@localhost ~]# date +%D        #显示当前年月日

11/10/17

实例3

[root@localhost ~]# date +%H-%M-%S     #显示当前时间

17-11-10

Note：date命令显示的是系统时间

 

5、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

内部命令：help COMMAND

外部命令：

　　(1) 命令自带简要格式的使用帮助

　　　　# COMMAND –help

　　(2) 使用手册：manual

　　　　位置：/usr/share/man

　　　　# man COMMAND　　

　　SECTION：

　　　NAME：功能性说明

　　　SYNOPSIS：语法格式

　　　DESCRIPTION：描述

　　　OPTIONS：选项

　　　EXAMPLES：使用示例

　　　AUTHOR: 作者

　　　BUGS: 报告程序bug的方式

　　　SEE ALSO: 参考

　　　…

　　SYNOPSIS:

　　　[]：可选内容；

　　　<>：必须提供的内容；

　　　a|b|c：多选一；

　　　…：同类内容可出现多个；

　　使用手册：压缩格式的文件，有章节之分；

　　　/usr/share/man

　　　man1, man2, …

 

　　1：用户命令（普通管理员和管理员都可以运行的命令）；

　　2：系统调用；

　　3：C库调用；

　　4：设备文件及特殊文件；

　　5：文件格式；（配置文件格式）

　　6：游戏使用帮助；

　　7：杂项；

　　8：管理工具及守护进行；

　　9：含糊的内核规范和接口

 

　　~]# man CHAPTER COMMAND

　　注意：并非每个COMMAND在所有章节下都有手册；

 

　　查看命令在那些章节有帮助：

　　~]# whatis COMMAND

　　注意：whatis其执行过程是查询数据库进行的；

 

　　手动更新数据库：

　　~]# makewhatis

 

　　 man命令打开手册以后的操作方法：

6、请罗列Linux发行版的基础目录名称命名法则及功能规定

Linux是以树形目录结构的形式来构建系统的。虽然本质上无论是目录结构还是操作系统内核都是存储在磁盘上的，但从逻辑上来说 Linux的磁盘是“挂在”（挂载在）目录上的，每一个目录不仅能使用本地磁盘分区的文件系统，也可以使用网络上的文件系统。

1.FHS 标准（英文：Filesystem Hierarchy Standard 中文：文件系统层次结构标准）

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。 FHS 定义了两层规范，第一层是， / 下面的各个目录应该要放什么文件数据，例如 /etc 应该要放置设置文件，/bin 与 /sbin 则应该要放置可执行文件等等。 第二层则是针对 /usr 及 /var 这两个目录的子目录来定义。例如 /var/log 放置系统登录文件、/usr/share 放置共享数据等等。

　/bin：所有用户可用的基本命令程序文件；

　/sbin：供系统管理使用的工具程序；

　/boot：引导加载器必须用到的各种静态文件：kernel, initramfs(initrd), grub等；

　/dev：存储特殊文件或设备文件；

　　　　设备有两种类型：字符设备(线性设备)、块设备(随机设备)；

　/etc：系统程序的配置文件，只能为静态；

　/home：普通的家目录的集中位置；一般每个普通用户的家目录默认为此目录下与用户名同名的子目录，/home/USERNAME；

　/root：管理员的家目录；可选；

　/lib：为系统启动或根文件系统上的应用程序(/bin, /sbin等)提供共享库，以及为内核提供内核模块

　　　　libc.so.*：动态链接的C库；

　　　　ld*：运行时链接器/加载器；

　　　　modules：用于存储内核模块的目录；

　/lib64：64位系统特有的存放64位共享库的路径；

　/media：便携式设备挂载点，cdrom, floppy等；

　/mnt：其它文件系统的临时挂载点；

　/opt：附加应用程序的安装位置；可选路径；

　/srv：当前主机为服务提供的数据；

　/tmp：为那些会产生临时文件的程序提供的用于存储临时文件的目录；可供所用户执行写入操作；有特殊权限；

　/usr：usr Hierarchy，全局共享的只读数据路径；

　　　　bin, sbin

　　　　lib, lib64

　　　　include：C程序头文件；

　　　　share：命令手册页和自带文档等架构特有的文件的存储位置

　　　　local：另一个层级目录；

　　　　X11R6：X-Window程序的安装位置

　　　　src：程序源码文件的存储位置

　/usr/local：Local hierarchy，让系统管理员安装本地应用程序；也通常用于安装第三方程序；

　/var：/var Hierarchy，存储常发生变化的数据的目录；

　　　　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：基于内存的虚拟文件系统，用于为内核及进程存储其相关信息；它们多为内核参数，例如net.ipv4.ip_forward, 虚拟为net/ipv4/ip_forward, 存储于/proc/sys/, 因此其完整路径为/proc/sys/net/ipv4/ip_forward；　　/sys：sysfs虚拟文件系统提供了一种比proc更为理想的访问内核数据的途径；其主要作用在于为管理Linux设备提供一种统一模型的的接口；

２.目录路径

路径

使用 cd 命令可以切换目录，在 Linux 里面使用 . 表示当前目录，.. 表示上一级目录, – 表示上一次所在目录，～ 通常表示当前用户的”home”目录。使用 pwd 命令可以获取当前所在路径（绝对路径）。

（注意，以 . 开头的文件都是隐藏文件，所以这两个目录必然也是隐藏的，你可以使用 ls -a 命令查看隐藏文件）

绝对路径:以根”/”目录为起点的完整路径，以你所要到的目录为终点，表现形式如： /usr/local/bin

相对路径:相对路径，也就是相对于你当前的目录的路径，相对路径是以当前目录 . 为起点，以你所要到的目录为终点，表现形式如： usr/local/bin （这里假设你当前目录为根目录）。

提示：在进行目录切换的过程中请多使用 Tab 键自动补全，可避免输入错误，连续按两次Tab可以显示全部候选结果