01葵花宝典之Linux基础知识

计算机是现代社会人类必不可少的工具，计算机知识也是未来人类不可或缺的基本生存技能。本篇博客将简要介绍计算机的基本构成，以及linux操作系统的一些入门知识。

1.计算机的组成及公用

冯.诺依曼教授提出现代计算机由5大系统构成：控制器、运算器、器、输入设备和输出设备。经过近百年的发展，虽然各类计算机层出不穷，但大多计算机仍是冯.诺依曼计算机的组织结构，只是作了一些改进而已，并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。

• 控制器：由其控制计算机完成各种计算、存储、显示等功能。
• 运算器：根据控制器的指令，从存储器读取计算程序和数据，完成计算，并将结果送给存储器存储或输出设备
• 存储器：用于存储计算机运行的各类指令和数据，包括高速寄存器、内存等。
• 输入、输出设备：它们是计算机与人类或其他设备的交互接口，通过输入输出设备，可将程序和数据传给计算机，或将计算机内存储的数据或计算结果传递给其他设备。

2.linux发行版相关知识

Linux是一个开源的操作系统内核。所谓开源就是指任何人在遵守一定的规则下，可以对其进行修改和开发。所谓操作系统内核，是指操作系统中的核心部分，提供了操作系统的基本功能。其和发行版之间的关系可以这样理解：内核相当于一个毛坯房子，而各类发行版可以认为是在毛坯房子上装修好的房子。毛坯房子只有一种，但不同人对房子的功能和审美有不同的需求，也就导致了有各种发行版的存在。

Linux目前主要有三大系列的发行版本:

1. Debian。Debian诞生与linux发布后的1993年，基于Debian的发行版目前已经发展成为一个庞大的家族。著名的发行版是Ubuntu。自从国内强制规定计算机出厂时必须带操作系统，好多厂商就自带Ubuntu这个免费的系统。还有一个著名的发行版Kali linux，基于Blacktrack开发，它是一个专业的渗透测试和安全审计工具。被网友广泛提及的应用就是用其破解Wifi密码，进行蹭网。还有一个国内的发行版，深度（Deepin）。其前身 Hiweed Linux 是中国第一个基于 Debian的本地化衍生版，它包含有许多自行开发的特色软件，如：深度软件中心、深度截图、深度音乐播放器和深度影音等，在软件中心中，也有很多符合国人使用习惯的软件：wps、腾讯通、qt开发环境、pdf工具等，如果用于日常办公，基本可以满足需求，上手使用也是比较容易的。
2. RedHat。国人称其为“红帽”。红帽是一家商业公司开发的linux发行版，主要的发行版是RHEL（红帽企业版linux，服务器版），以及fedora（桌面版）。还有一个基于RHEL编译的免费版本：Centos（community enterprise operate system社区企业版操作系统），这也是众多企业在生产环境中使用的版本，也是运维工程师经常遇到的版本之一。
3. Slackware。相比与Debian和RedHat而言，Slackware就有些薄弱了，其自身发布后，并没有多大的发展，反而是基于Slackware的二次发行版S.u.S.E发展的枝繁叶茂，这其中就包括Opensuse等。
4. 其它。主要有Gentoo，Arch等。还有一个分支，就是现在广泛应用与移动终端的Android，大量应用于手机、平板电脑、智能电视、电视盒等设备。

具体的Linux发行版本可参考linux Distribution Timeline（https://en.wikipedia.org/wiki/File:Linux_Distribution_Timeline.svg）

3.linux的哲学思想

Linux的哲学思想，可以认为是linux设计开发的基本遵循和基本要求，主要体现在四个方面：

• 一切皆文件。起初听说一切皆文件这句话，感觉有些蒙。数据在计算机上本来就是以文件的形式存在，而所谓的一切又指的什么？老师讲目录也是文件，也勉强能理解，区别于windows的文件夹，而其将硬件也抽象为文件，确实在一开始难以理解。但在应用中，当你需要使用光盘或者新增加硬盘时，就能对一切皆文件有深一层的认识。在windows中，使用光驱，直接双击就可以，而linux中，光驱需要一个设备文件，注意，就是文件，然后将此设备文件挂载到系统的某个目录下，才可以访问。这里的设备文件，就是将硬件光驱抽象为一个文件，访问硬件，就是要通过这个设备文件访问。
• 功能单一的程序组合完成复杂功能。自己感觉这个很像目前的社会发展和社会分工。一个人如果会做许多工作，那么这个人很可能在这些工作中都不深入。相反，社会分工越来越细，一个人只需要把一件事做的极致就可以了。对应到计算机上，单一功能的程序可能能完成的任务很少，但它高效、稳定、可靠。这样对于要完成复杂功能，一是可以重复利用很多已经开发好的功能单一的程序，减少开发难度；二是对于复杂程序而言，这种搭积木式的组合，也可使代码高效。
• 尽量避免和用户交互。可以理解为机器能做的，就不需要人为干预，如果需要关注，系统也可以根据用户指定，输出交互信息。
• 使用文本文件保存程序配置信息。我们知道，在windows上配置软件，基本都是通过点击选择等操作完成。在linux上，所以的程序配置都是通过文本文件来配置和保存，其优点是对于使用者，文本文件的查看和修改是相当迅速便捷的，节省了使用者的时间。

当然，linux还有很多哲学思想，体现在方方面面中，例如，简洁，从命令的名称中可以看出，只要能让使用者见名知意，能多简单就多简单，绝不多写一个字母。如ls，是list之意，pwd是print work directory之意，很简洁。对于初学者而言，可能会有些困扰，但久了，就能感觉到便捷。

4.一些基础命令

命令是CLI的核心，相对于shell而言，有内部命令（内嵌命令）和外部命令之分。内部命令，是指shell内部自带的命令，外部命令，就是shell外部的程序提供的命令。一个命令主要由三部分组成：命令名、选项、参数。

• 命令名COMMAND:用于区别各种命令，向操作系统指明了需要完成的动作。
• 选项OPTION:用于修正命令的动作的，一般而言，命令都有默认动作，而选项就是用于修正命令默认动作的，比如，一个命令默认完成显示功能，而如果要更改显示的具体内容和格式，就需要通过选项来完成。选项分为长选项和短选项，长选项顾名思义，就是“长”，通过 — ，连接一个单词或者单词组合来表示；短选项，就是“短”，方便输入，看起来简洁，通过 – ，连接一个字母来表示，短选项可以组合使用，即通过 – ，连接几个短选项字母。
• 参数ARGUMENT:用于指明命令的作用对象的，也就是说这个命令作用于谁。可以这样理解，命令名相当于动词，而选项相当于副词或形容词，参数相当于名词。如“买便宜的书”，买是动词，相当于命令名，指明动作是买，便宜的是形容词，修正命令名买，书，说明了买的对象是书，而不是其他物品。

如 ls –l /etc这条命令，ls是命令名，指明的动作是显示，-l，指明了显示时需要使用长格式来显示，而目录/etc则指明了需要显示的是/etc目录，而不是其他。

注意: 有些命令的选项也可以带参数，称为选项的参数，用于说明选项的作用对象

下面介绍几个常见的linux命令

1. ifconfig 用于显示和配置网络接口（网卡），用于替代ip addr 和ip link 命令

• 显示网络

ifconfig 不带任何选项和参数，显示系统所有网络接口相关信息

ifconfig INTERFACE_NAME 显示指定网络接口的信息

• 配置网络

ifconfig INTERFACE_NAME [aftype] options | address …

ifconfig INTERFACE_NAME up | down ,开启或关闭一个网络接口，向交换机接口上的 no shutdown和shutdown一样，为管理员在软件层面上关闭接口。

ifconfig INTERFACE_NAME add 为接口配置一个ip地址，如：ifconfig eth0 add 192.168.31.5

ifconfig INTERFACE_NAME del 删除接口ip地址

ifconfig INTERFACE_NAME netmask add 为指定接口配置掩码

ifconfig还包括设置接口的mtu值、6to4隧道、多播、网卡类型等相关选项。

2. echo echo的中文意思是回音，这里主要取“回”之意，将echo的内容，根据选项，进行显示。

主要可使用的参数有 –n –e

-n 指显示完成后，不自动换行

-e 指使转意字符生效（默认转意字符不生效） 经常使用的转意字符有以下几个：

\ 输出一个\

\b 输出一个退格键，如echo -e “he\bllo” 将输出 he又输出一个退格键，删除了字母 e，然后接着输出字母 llo，最后结果是 hllo

\v 输出一个垂直制表符

\t 输出一个水平制表符，相当于tab键

\0NNN 使用1到3位控制输出字符的格式的，例如颜色、是否加粗等。如，控制输出字体颜色为红色：echo -e “\033[31mhello\033[0m”或echo -e “\033[31mhello”

第一条命令echo -e “\033[31mhello\033[0m” 第一个\033表示字体要带颜色，设置为31m即红色，第二个\033也表示字体要带颜色，0m表示恢复为使用系统默认颜色。

第二条命令echo -e “\033[31mhello” 在hello后没有控制符，即没有恢复为系统默认颜色，所有在该shell进程中的颜色显示，都将是红色，包括命令提示符等，直到使用0m恢复为系统默认值为止。

3. tty 显示该终端对应的设备文件
4. startx 打开图形化用户接口，即GUI
5. export shell内部命令，用于显示或设置shell变量的值

显示：export –p

设置：export NAME=value

6. pwd 显示当前的工作目录
7. history 显示命令历史

history命令用于显示命令历史信息，不带选项时，显示该用户家目录下的.bash_history内容以及此次登录后所运行的命令历史信息。

涉及到history命令的几个环境变量是：

HISTSIZE：默认1000，指当前shell可以保存的命令历史条数

HISTFILE：默认当前用户家目录下的.bash_history

HISTFILESIZE：默认1000，指HISTFILE所能保存的命令历史条数，超过该数量后，后续的命令被保存，最早的命令记录将被删除

HISTCONTROL：共三个值，ignoredumps与上一条命令重复的命令将不被记录在命令历史中（默认值） ignorespace 以空格开头的命令将不被记入命令历史中 ignoreboth 与上一条命令重复和以空格开头的都不被记入命令历史中

常用的选项有 –r 和 –w

-r 指重新加载用户家目录下的.bash_history内容

-w 指将当前shell的命令历史信息增加至.bash_history中

几个相关用法：

!NUM：重新执行命令历史中的第NUM条命令

!ABC：重新执行最近一次以ABC开头的命令

!!:重新执行上一条命令

上下方向键，系统将在内存空间的命令历史中，以时间为顺序，显示最新执行的命令。

8.关机、重启类命令

poweroff关闭系统 poweroff TIME [message]

reboot重启系统 reboot TIME [message]

halt 关闭系统 halt TIME [message]

shutdown 当于基本可以相当于上三条命令合集，可通过选项实现上述三个命令的功能，

shutdown –r TIME [message] 相当于 reboot TIME [message]

shutdown –H TIME [message] 相当于 halt TIME [message]

shutdown –P TIME [message] 相当于 poweroff TIME [message]

不同在于shutdown –c [message] 可取消即将执行的关机或重启操作

poweroff、reboot、halt默认都是调用shutdown来完成操作，通过-f或–force选项，系统将不调用shutdown，而是调用它自己的系统调用来完成相应的poweroff、reboot、halt操作。

9.系统时间类命令

date用于显示系统的日期和时间，不带任何参数，显示时间和日期 。可使用格式化工具控制显示的时间和日期方式。

+%T 时:分:秒

+%D 月/日/年

+%Y 年

+%m 月

+%d 日

+%H 时

+%M 分

+%S 秒

+%s 自1970年1月1日起经过的绝对秒数

以上控制方式可以组合使用，如：date “+%Y-%m-%d %H:%M:%S” 将以类似于2018-02-28 31:38:26的格式显示日期时间信息。

hwclock 显示系统硬件时间，可以认为是bios时间。一般而言，设备开机后，运行的时间越长，硬件时间和系统时间越可能不一致，调整方式如下：

hwclock -hctosys 以硬件时间为准，将系统时间调整为硬件时间（可用短选项 -s）

hwclock -systohc 以系统时间为准，将硬件时间调整为系统时间（可用短选项 -w）

个人认为使用长选项，有明确的英文含义，容易记忆。

5.linux帮助

对linux而言，一个程序，应该由四部分组成，一是程序的二进制文件，二是程序运行所依赖的库文件，三是程序的配置文件，四是程序的帮助文件。帮助信息是程序使用者学习程序使用的重要部分，一个没有帮助信息的程序，是不可以想象的。

上一节提到过，命令由内外之分，对于linux命令的帮助信息而言，不同类别命令，也有不同的获取办法（查看命令是内部或外部命令使用type [COMMAND]）。

对于内部命令，使用help [COMMAND]来获取帮助信息。

对于外部命令，则有以下几种方式：一是使用man命令，即man [OPTIONS] [COMMAND]；二是使用info命令，即info [OPTIONS] [COMMAND]；三是一般外部命名会有一个长选项，–help（有些会有短选项 –h），使用 command_name –help 来获取帮助信息。

注意：man命令不仅仅可以显示外部命令的帮助信息，还可以显示一些诸如配置文件的使用帮助信息。

man命令是查找帮助信息的最常用的命令，下面详细介绍：man是manual的前三个字母，是手册的意思，用于显示一个命令的手册信息。这个手册是命令开发人员根据一定的规范编写的。手册信息根据不同内容分为不同的章节，一般分为8个章节，分别如下：

• 1 User Commands 用户命令帮助
• 2 System Calls 系统调用帮助
• 3 C Library Functions C库函数
• 4 Devices and Special Files 设备和特殊文件
• 5 File Formats and Conventions 文件格式
• 6 Games et. Al. 游戏
• 7 Miscellanea 杂项
• 8 System Administration tools and Daemons 系统管理工具和守护进程

还有一些其他章节帮助信息，如1p、0、1x、9等。一个manual手册，可能包含上述的某几个章节，或者一个章节，在使用时，man命令根据其默认配置文件（/etc/man.config），查找到第一个章节，并予以显示（man内部显示使用less –is命令）。如果要显示其它章节，则需要使用man # COMMAND，其中#表示章节。需要查看一个手册都有哪些章节时，使用whatis 命令。

前面提到，man命令显示手册时，内部使用的是less -is命令，所以，在查看时，可以使用一些同less命令相同的一些屏幕控制和文本查找方式：

• f 或者F 或者 SPACE（空格键），向下翻整屏
• b 或者B：backward，向上翻N行，默认整屏
• d 或者D：downward，向下翻N行，默认屏幕的一半行数，即翻半屏
• u 或者U：backward，向上翻N行，默认屏幕的一半行数，即翻半屏
• ENTER（回车键），默认向下翻1行
• 查找: 使用/keyword或者?keyword

/keyword从当前位置向下查找keyword，查找到后，屏幕以查找到的第一个keyword为第一行开始显示，使用n或N键在查找到的关键字之间跳转

?keyword从当前位置向上查找keyword，查找到后，屏幕以查找到的第一个keyword为第一行开始显示，使用n或N键在查找到的关键字之间跳转

  注意：在使用n或N跳转时，n表示跳转方向和使用的/或?方向相同，即如果使用/，n则表示向下一个跳转，如果使用?，n则表示向上调转 .查找的keyword不区分大小写 ，最后使用q退出man手册。

6.linux发行版基础目录名称命名法则及功用规定

Linux由于是一个开源系统，每个人都可以对其做修改，这样就可能导致其目录五花八门、支离破碎。为解决这一可能存在的问题，Linux设计了FHS（Filesystem Hierarchy Standard 文件系统层级标准）来规范一个linux系统中所需要有的文件及其名称。

    / 根目录，即任何的linux系统必须有根目录，其他一切目录和文件都以根为起始点

    /bin binary，用户的基本命令二进制文件

    /boot 系统启动时boot loader需要的所有文件，但不包括配置文件

    /dev 设备文件，一般不需要手动创建

    /etc 配置文件

     /home 默认普通用户的家目录文件

    /lib 基本共享库和内核模块

      /lib64 64位系统上的基本共享库和内核模块

    /media 可移动设备的挂载点，如移动硬盘、U盘、CDrom等

    /mnt 临时文件系统或设备的挂载点，

    /opt optional用于安装一些可选的的程序

    /sbin system binary 系统管理员命令的基本二进制文件（一般只读）

    /srv 系统提供的数据

    /tmp 临时文件

              /usr universal shared resource通用共享资源，它是FHS的第二大部分。它是共享的只读数据。并且，它一般和系统平台没有关系，即不同的主机之间的/usr是可以通用的

      /usr/bin 用户命令二进制文件

      /usr/include C程序的头文件包含

      /usr/lib 库文件

      /usr/local 本地的层级机构（一般安装完系统为空）

      /usr/sbin 非重要的系统命令二进制文件

      /usr/share 与平台无关的共享数据

    /var 存储可变数据文件。包括有锁文件、日志文件、邮件等

    /proc 虚拟文件，即将与系统相关的内存中的数据抽象为文件，供用户调用和查看

    /sys 虚拟文件，与/proc目录功能相同，在新的linux内核中采用。

具体参考站点：http://www.pathname.com/fhs/

以上是对linux的一些粗浅认识，肯定有很多错误和理解不到位的地方，请联系：1103212768@qq.com