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Linux 学习笔记

[TOC]

参考书：《鸟哥的 Linux 私房菜》

0. 计算机概论

计算机的定义为：接收使用者输入指令与数据，经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或储存成有用的信息

电脑由几个单元组成：输入单元，输出单元，CPU 内部的控制单元，算术逻辑单元，内存 (main memory, RAM)。

0.1 电脑

CPU 架构

  • 精简指令集 (RISC Reduced Instruction Set Computer)

    例如 SPARC，Power Architecture，ARM CPU

  • 复杂指令集 (CISC Complex Instruction Set Computer)

    例如 AMD，Intel，VIA 等 x86 架构的 CPU

0.2 电脑架构

早期芯片通常分为两个桥接器来控制各元件的沟通

  • 北桥：负责连接速度较快的 CPU 、内存与显卡接口等元件。大多将北桥内存控制器整合到 CPU 封装中
  • 南桥：负责连接速度较慢的设备接口，包括硬盘、USB、网卡等

CPU 的频率表示每秒可以进行的工作次数，每次工作都可以进行少数的指令运行。由于每颗 CPU 的微指令集不同，所以不能单纯以 CPU 频率来判断运算性能

前段总线 (Front Side Bud FSB)：内存控制芯片与内存间的传输

内存 (DRAM) 根据技术的更新又分为好几代，使用较广泛的是 SDRAM 与 DDR SDRAM (Double Data Rate)

第二层高速缓存 (L2 cache) 在 CPU 内部，由静态随即存取内存 (Static Random Access Memory SRAM) 组成，速度同 CPU 内部频率，DRAM 无法达到这个频率

只读存储器 (Read Only Memory ROM) 非挥发性的内存

显卡 (Video Graphics Array VGA) 图形影像的显示重点在于分辨率与色彩深度，显卡上内存用于图像显示，显卡嵌入 3D 加速的芯片用于 3D 运算，称为 GPU。常用插槽：PCI / PCIe。PCIe 数据传输的带宽远大于 PCI。PCIe 最多支持 16 信道，信道越多带宽越大。多信道卡（如 x8 的卡）也可安装在少信道插槽（如 x4 的插槽）中

硬盘常用接口：SATA / SAS (Serial Attached SCSI) / USB

固态硬盘 (Solid State Disk SSD) 没有传统硬盘的磁头与盘片

CMOS 记录主板上的重要参数，包括系统时间、CPU 电压与频率、各项设备的 I/O 位址与 IRQ等

BIOS (Basic Input Output System) 可在开机时执行，以载入 CMOS 中的参数，并尝试调用储存设备中的开机程序，进一步进入操作系统当中

周边设备接口 常用 USB，RJ-45 网络头，HDMI，声音输出、输入和麦克风等

0.3 操作系统 （Operating System, OS）

操作系统核心 (Kernel) 用于管理电脑的所有活动以及驱动系统中的所有硬件（如存取硬盘，网络功能，CPU 资源取得等）

  • 系统调用接口 (System call interface) 方便程序开发者沟通核心，利用硬件资源

  • 程序管理 (Process control) CPU 调度机制

  • 内存管理 (Memory management) 核心提供虚拟内存功能，内存不足时提供内存交换 (swap) 功能

    内存交换： 换出：把处于等待（阻塞）状态的程序（进程）从内存移到辅存（外存）

    ​ 换入：把准备好竞争 CPU 运行的程序从辅存移到内存

    交换的特点是打破了一个程序一旦进入主存便一直运行到结束的限制，但运行的进程大小仍受实际主存的限制。

  • 文件系统管理 (Filesystem management) 例如数据输出 (I/O) 及不同文件格式的支持

  • 设备的驱动 (Device drivers) 已有“可载入模块”，可以将驱动程序编辑成模块

系统调用 (System Call) 操作系统提供接口给工程师开发软件，接口与操作系统紧密相关，不同操作系统接口不同，能运行的软件不同；不同操作系统能控制的硬件也不同，所以操作系统对硬件也有一定要求

1. Linux 基础命令

  • date 显示日期及时间
  • cal 显示日历
  • bc 内置计算器，默认输出整数结果，可输入 scale=<num> 控制输出结果显示 num 位小数，quit 退出
  • man <command> 查看指令的用户手册，后面的数字中，1 代表一般账号可用指令，8 代表系统管理员常用使令，5 代表系统配置文件格式
  • /string 向下搜寻 string，?string 向上搜寻 string，n 下一个搜寻，N 上一个搜寻
  • man page 显示的内容的文件存于 /usr/share/man 文件夹中
  • whatis <command> = man -f <command> 查看指令的说明文档版本（严格匹配）
  • apropos <command> = man -k <command> 查看含指定关键字的指令的说明文档版本
  • /usr/share/doc 中保存了说明文档
  • touch 指令可以创建空文件

2. 文件权限与目录配置

  • 三种存取文件身份：/user/group/others，三种身份各有 read/write/execute 等权限
  • 默认情况下，所有系统上的账号与一般身份使用者，还有 root 的相关信息，都是记录在 /etc/passwd 文件内，个人密码记录在 /etc/shadow 文件下
  • 使用 su - 切换 root 身份，使用 exit 退出 root 身份
  • wc -l 命令输出行数
  • ls -l 命令显示的文件权限 (permission) 顺序为 user/group/others，r/w/x
  • 改变文件属性及权限
    • chgrp ：change group
    • chown ：change owner
    • chmod ：change mode
  • 对文件夹来说，r 权限代表读取文件夹内的文件名，w 权限代表修改文件夹中的文件名，x 代表进入文件夹内部。若对文件夹有 wx 权限，但对文件夹内部文件无任何权限，依然可以执行删除操作
  • 文件种类
    • 正规文件：纯文本文件 (ASCII)，二进制档（Binary，如可执行文件），数据格式文件（data，可通过 last 指令读取）
    • 目录 (directory)：属性为 d
    • 链接文件 (link)：属性为 l
    • 设备与设备文件 (device) ：通常集中在 /dev 目录下
      • 区块 (block) 设备文件：如硬盘和软盘，可随机在硬盘的不同区块读写
      • 字符 (character) 设备文件：如键盘鼠标等，特色为“一次性读取”，不能够截断输出
    • 数据接口文件 (sockets)：属性为 s，可用于用户端与服务端的数据沟通
    • 数据输送档 (FIFO, pipe)：属性为 p
  • 目录
    • /bin：放置系统可执行文件，如 cat, chmod, chown, date, mv, mkdir, cp, bash 等
    • /boot：开机会用到的文件
    • /dev：设备与周边设备
    • /etc：系统的主要的配置文件
    • /lib：开机时会用到的函数库
    • /media：可移除的设备，包括光盘，DVD 等
    • /mnt：暂时挂载额外设备
    • /opt：存放第三方协力软件，如 google, deepinwine, netease 等
    • /tmp：让一般使用者或正在执行的程序暂时放置文件的地方
    • /home：系统默认的使用者主文件夹
    • /usr：Unix Software Resource，存放的数据属于可分享的 (shareable) 与不可变动的 (static)
    • /var：针对常态性变动的文件，包括高速缓存 (cache)，登陆文件 (log file) 以及某些软件运行所产生的文件

![](../../Pictures/linux/2021-07-28 15-37-15 的屏幕截图.png)

3. 文件与目录管理

  • 添加 PATH：PATH="${PATH}:<文件夹绝对路径>"
  • cp 指令
    • cp -s 创建符号链接 (symbolic link)
    • cp -l 创建实体链接 (hard link)
    • cp -u 两文件有差异时复制
    • 无附加选项时，若源文件为链接文件，则复制链接文件指向的实际文件，若想复制链接文件本身，则需使用 cp -d