Linux 第一週作業 (6.18–6.24)

计算机的组成及其功能
罗列Linux的发行版
Linux的哲学思想
一些簡單命令
如何在Linux系统上获取命令的帮助信息
Linux发行版的基础目录名称命名法则及功用规定

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

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