马哥教育21期网络班—第一周课程+练习

计算机的组成及功能

根据冯·诺依曼原理

现在计算机有五部分组成

分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备

现在把运算器和控制器做到一块就是所谓的CPU

CPU = 运算器+控制器

存储器：memory 用于存储信息的记忆设备，存储器分为ROM和RAM

编址存储设备

ROM：只读存储器，寻址地址空间的组成部分

RAM：随机存储器

输入和输出设备：

输入设备：向计算机输入信息的设备

输出设备：向人提供运行结果的设备

bus：总线

总线的作用：将电气信号转换为数字信号

总线划分：数据总线、地址总线、控制总线

南桥：低速

北桥：高速

地址总线是实现寻址的

计算机工作流程图：

程序：

指令+数据

指令：只读

数据：读写

运行程序格式：

Windows: EXE, dll(dynamic link library)  动态链接库

Linux: ELF, so(shared object)  共享对象

程序：算法+数据结构

库调用，系统调用：允许被调用的程序；不提供数据，只提供指令

编程语言：

语言：

解释型语言

编译型语言

编译方式： 

首先将源程序翻译成等价的目标程序，然后再执行此程序，运行速度较快。如：C 、FORTRAN

解释方式：

是把源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行，运行速度较慢。解释程序不产生将被执行的目标程序，而是借助解释程序直接执行源程序本身。如：BASIC 、 LISP

编程语言：

汇编语言：微码编程

系统中某些与硬件相关的特有代码、驱动程序开发；

高级语言C, C++：

系统级应用、驱动程序

高级应用java, python, php：

应用程序

malloc()   申请, free()  释放     节约内存资源

通用软件：

向上提供接口统一接口，负责硬件的翻译

OS: Operating System

将底层的细节隐藏起来，并提供一个统一的规范的，简介的接口提供出来，这就是操作系统的用途

       软件程序

       通用目的

           硬件驱动

           进程管理

           内存管理

           网络管理

           安全管理

System Call

           Syscall：系统调用

编程层次：

           面向硬件编程称为：

硬件规格：hardware specifiacation

系统调用：任何只有内核才能执行的操作，通过接口的形式表现出来，这些接口称之为系统调用：操作系统之上再抽象一次

           库调用：library call

把系统调用封装成更复杂的程序，以供别人使用，称之为库，又称重复造轮子

系统启动=内核+外壳

软件开发相关的概念介绍：

UI:前端，用户接口

       GUI: Graphic User Interface    图形界面

       CLI: Command Line Interface  命令行

    ABI: Application Binary Interface   应用二进制接口   编译以后

    API：Application Programming Interface  开发以后  应用编程接口

   ANSI：协议

glibc：C的标准库 Linux库

生命周期：进程切换（上下文切换）

集成开发环境（IDE）：包括文本编写，gcc编译，库链接等

GCC：预处理、编译、汇编、链接 GNU C Complier

内核通过任务结构管理进程

进程：由父进程fork自身而来（由父进程申请，内核完成）

多任务：process

进程：程序实例，程序子集

POS: Portable Operating System

POSIX：可移植操作系统规范

POSIX 定义        API: 编程接口

CPU的架构类型：

x86

x64

arm

摩托罗拉：m68000, m68k

IBM：第一个多核CPU power

苹果、IBM、摩托罗拉联合设计：powerpc，简装版power

sun:ultrasparc

HP:alpha

安腾

操作系统介绍：

Windows

dos 

windowsNT

Windows2012 

Unix

System （Bell Lab）

AIX （IBM）

Solaris (SUN)

HP-UX (HP)

BSD: （BSRG）Berkeley System Distribution

NetBSD

OpenBSD

FreeBSD 在pc机上运行

Linux

Linus –> Linux

GNU/Linux

荷兰安德鲁教授仿造unix弄了一个Minix

Linus Torvalds 写了Linux内核 

Linus:1991,8月份

1994年linux1.0内核发布

麻省理工学院MIT：Richard Stallman 激进分子     80年代中期

Free，软件行业自由运动

GUN：GUN is Not Unix(递归缩写)

GPL：通用公共许可证：General Public License

以下软件

emacs,gcc, bash vi

Linux内核是有Linus Torvalds，而相关的软件是由GNU软件组织提供。

Linux开发版介绍：

Slackware系列：

slackware

suse  SLES：suse的企业版

opensuse

debian系列：

debian:不是商业组织，最接近原汁原味的Linux

ubuntu

mint

redhat系列：

rhel: redhat enterprise linux

每18个月发行一个新版本

CentOS：兼容rhel的格式

fedora：2003 年 由社区维护       每6个月发行一个新版本 

archlinux系列：

ArchLinux：轻量级，下去找资料

Gentoo系列：

Gentoo：程序包在硬件上现编译

LFS系列：

LFS: Linux From scratch  自己定制Linux

程序包管理器：

rpm:

RHEL, Fedora, suse, centos

dpt:

Debian, Ubuntu

开源协议说明：

GNU: GPLv2, GPLv3, LGPL(lesser) 宽松的

Apache: apache

BSD: bsd

A: 1000, GPL,

B: 20000, 20     B借用到A的20条代码，B必须也要遵循GPL协议，流毒无穷协议。

自由软件：

自由软件：

自由使用；自由学习和修改；自由分发；自由创建衍生版；

Linux 的哲学思想：

1、一切皆文件；

把几乎所有资源，包括硬件设备都组织为文件格式；

2、由众多单一目的小程序组成；一个程序只实现一个功能，而且要做好；

组合小程序完成复杂任务；

3、尽量避免跟用户交互；

目标：实现脚本编程，以自动完成某些功能；

4、使用纯文本文件保存配置信息；

目标：一款使用的文本编程器即能完成系统配置工作；

Linux命令格式：

COMMAND [OPTIONS…] [ARGUMENTS…]

选项：用于启用或关闭命令的某个或某些功能；

短选项：-c, 例如：-l, -h

多个短选项可命令使用，例如-l -h, 可写作-lh；

长选项：–word，例如：–long, –human-readable

参数：命令的作用对象

向命令提供数据

命令总结：

ifconfig

1、命令格式

ifconfig [选项] [参数]

2、命令功能

查看和配置网络设备

3、选项

up：启动网络接口

down：关闭网络接口

-s:显示摘要信息

add：增加ipv4地址

-a:显示网卡详细信息

不带选项，相当于-a

echo

1、命令格式

echo [选项] [参数]

2、命令功能

回显 

3、选项

-n: 禁止自动添加换行符号；

-e: 允许使用转义符；

 \n: 换行

 \t: 制表符

tty

显示当前所在的终端

startx

进入图形界面

export

设置或显示环境变量

修改环境变量值的方式：export 变量名="值"

变量赋值：把赋值符号后面的数据存储于变量名指向内存空间；

相当于调用PWD变量，显示当前的目录

OLDPWD变量上一级目录

hash

shell搜寻到的外部命令的路径结果会缓存至kv(key-value)存储中；

history

管理命令历史；

登录shell时，会读取命令历史文件中记录下的命令：~/.bash_history

登录进shell后新执行的命令只会记录在缓存中；这些命令会用户退出时“追加”至命令历史文件中；

history:

-a: 追加本次会话新执行的命令历史列表至历史文件中；

-d: 删除历史中指定的命令；

-c: 清空命令历史；

快捷操作：

!#: 调用历史中第#条命令；

!string：调用历史中最近一个以string开头的命令；

!!: 上一条命令

调用上一条命令的最后一个参数：

!$:

ESC, .

环境变量：

HISTSIZE：命令历史记录的条数；

HISTFILE：~/.bash_history；

HISTFILESIZE：命令历史文件记录历史的条数；

控制命令历史的记录方式：

环境变量：HISTCONTROL

ignoredups：忽略重复的命令；连续且相同方为“重复”；

ignorespace：忽略所有以空白开头的命令；

ignoreboth：ignoredups, ignorespace；以上两种都生效

shutdown

shutdown [OPTION]…  TIME [MESSAGE]

 -r: reboot

 -h: halt

 -c：cancel ：取消关机或重启操作

 TIME:

now: 立刻

+m: 相对时间表示法，从命令提交开始多久之后；例如 +3；

hh:mm: 绝对时间表示，指明具体时间；

poweroff

关机

reboot

重启

date

date [OPTION]… [+FORMAT]：显示

FORMAT: 格式符号

%a或%A:星期

%Y:四位年份

%y：两位年份

%m:月

%M：分钟

%d：日

%h：英文简写的月

%H：时

%S：秒

%s：现在距离1970年1月1号0点0分（unix元年）的秒数，timestamp（时间戳）

%D:月/日/年

%F:年-月-日

%T:时：分：秒

date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]：设置

MM: 月分

DD：几号

hh: 小时

mm: 分钟

YY: 两位年份

CCYY: 四位年份

.ss: 秒钟

显示今天为周几？

date +%a ; date +%A

设定当前系统时间？

date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]

date 0815170115.21

显示今天的日期，形如：08/15/15？

date +%D

显示当前的时间，形如： 16:01:21？

date +%T

clock

硬件时钟

hwclock

显示硬件时钟

-s, –hctosys ：以硬件为准

-w, –systohc：以软件为准

cal

显示日历

type

显示内部命令还是外部命令

which

查找外部命令的路径

whereis

定位可执行文件、源代码文件、帮助文件在文件系统中的位置

目录相关的命令：

当前目录或工作目录

主目录，家目录：HOME

root: /root

普通用户：/home/USERNAME

/home/tom

~：用户的主目录

 cd

cd 或 cd ~: 回当前用户的主目录

cd ~USERNAME: 切换至指定用户的主目录 如： cd ~ abc

cd -: 在上一个目录和当前目录之间来回切换

. ：当前目录

.. ：上一级目录

 ls

显示指定路径下的文件列表；不能显示文件本身

ls [OPTION]… [DIR]…

-a, –all: 显示所有文件，包括隐藏文件；

-l: 长格式

-rw-r–r– 1 root root 44800 Aug 14 14:32 install.log

-rw-r–r–:

最左侧的第一位：文件类型

-, d, l, b, c, p, s

后面的9位：访问权限，perm

数字：文件被硬链接的次数；

左root: 文件的owner ：所有者

右root: 文件的group：所属组

44800：文件的size

Aug 14 14:32 : 文件的最近一次被修改的时间

install.log： 文件名

-h, –human-readable：单位换算

-d: 显示目录自身的相关属性；通常要与-l一起使用；

-r, –reverse: 逆序显示

-R, –recursive: 递归

stat

stat /PATH/TO/SOMEFILE：获取指定文件的元数据

Access: 访问时间

Modify: 修改时间

Change：改变时间

文件查看命令：cat, tac

cat

cat [OPTION]… [FILE]…

-E: 显示行结束符$

-n: 对显示出的每一行进行编号

file

文件内容类型查看命令

file /PATH/TO/SOMEWHERE

pwd

显示当前目录

basename

显示当前目录的基名

dirname

显示当前目录的目录名

用户登录信息查看命令：

whoami

显示当前登录有效用户

who

系统当前所有的登录会话

w

系统当前所有的登录会话及所做的操作；

USER：登录用户名

TTY：登录后的终端

FROM：远程主机名

LOGIN@：何时登录

IDLE：空闲时间

JCPU：tty链接所有进程占用的时间

PCPU：在WHAT显示的进程占用的时间

WHAT：正在运行的进程命令行

常用的环境变量

PATH

bash 默认搜索路径

SHELL

显示当前所在的shell

PS1

命令提示符：prompt

[root@localhost ~]#

prompt：

管理员：#

普通用户：$

\u:当前用户

\h：主机名

\W:工作目录的路径基名

基名：当前目录的最后一段

PWD

保存了当前目录路径

OLDPWD

上一次所在目录路径

HOME

显示当前用户的家目录

命令帮助

内部命令：

# help COMMAND

外部命令：

(1) # COMMAND –help

# COMMAND -h

(2) 使用手册(manual)

# man COMMAND

手册页：/usr/share/man

man1 … man8

man1: 用户命令

man2: 系统调用

man3: C库调用

man4: 设备文件及特殊文件

man5: 配置文件格式

man6: 游戏

man7: 杂项

man8: 管理类的命令

注意：有些关键在不止一个章节中存在帮助手册；

要查看指定章节中的手册：man # COMMAND

man命令的配置文件：/etc/man.config

MANPATH /PATH/TO/SOMEWHERE: 指明新的手册文件搜索位置

# man -M /PATH/TO/SOMEWHERE COMMAND: 到指定位置下搜索COMMAND命令的手册页并显示之；

帮助手册中的段落说明：

NAME：程序的名字及简要说明

SYNOPSIS：命令的简要使用帮助

DESCRIPTION：功能详细描述

OPTIONS：选项

EXAMPLES：使用示例

AUTHOR：作者

REPORTING BUGS：报告bug的联系人

SEE ALSO：参考

SYNOPSIS：

[]：可选内容

<>: 必选内容

a|b：二选一

…: 同一内容可出现多次

{ }：定界，说明[]和<>

操作方法：

Space, ^V, ^f, ^F: 向文件尾翻屏；

b, ^B: 向文件首部翻屏；

d, ^D: 向文件尾部翻半屏；

u, ^U: 向文件首部翻半屏；

RETURN, ^N, e, ^E or j or ^J: 向文件尾部翻一行；

y or ^Y or ^P or k or ^K：向文件首部翻一行；

q: 退出；

#：跳转至第#行；

1G: 回到文件首部

G：翻至文件尾部

文本搜索：

/KEYWORD: 

以KEYWORD指定的字符串为关键字，从当前位置向文件尾部搜索；不区分字符大小写；

n: 下一个

N：上一个

?KEYWORD:

以KEYWORD指定的字符串为关键字，从当前位置向文件首部搜索；不区分字符大小写；

n: 跟搜索命令同方向，下一个

N：跟搜索命令反方向，上一个

(3) 信息页

# info COMMAND

(4) 程序自身的帮助文档

README

INSTALL

ChangeLog

(5) 程序官方文档

官方站点：Documentation

(6) 发行版的官方文档

(7) Google

(8) slideshare

http://www.slideshare.net/

Linux的文件系统

根文件系统(rootfs)：

root filesystem

LSB：Linux标准库  FHS: (FileSystem Heirache Standard)文件系统层级标准

/etc, /usr, /var, /root, /home, /dev

/boot：引导文件存放目录，内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader, grub)都存放于此目录；

/bin：供所有用户使用的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序；

/sbin：管理类的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序；

/lib：基本共享库文件，以及内核模块文件(/lib/modules)；

/lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置；

/etc：配置文件目录(纯文本文件)；

/home/USERNAME：普通用户家目录；

/root：管理员的家目录；

/media：便携式移动设备挂载点；

cdrom

usb

/mnt：临时文件系统挂载点；

/dev：设备文件及特殊文件存储位置；

b: block device，随机访问  块设备

c: character device，线性访问  字符设备

/opt：第三方应用程序的安装位置；

/srv：系统上运行的服务用到的数据；

/tmp：临时文件存储位置；

/usr: universal shared, read-only data；只读的

bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序；

sbin:

lib：

lib64：

include: C程序的头文件(header files)；

share：结构化独立的数据，例如doc, man等；

local：第三方应用程序的安装位置；

bin, sbin, lib, lib64, etc, share

/var: variable data files  经常发生变化的文件

cache: 应用程序缓存数据目录；

lib: 应用程序状态信息数据；

local：专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据；

lock: 锁文件

log: 日志目录及文件；

opt: 专用于为/opt下的应用程序存储可变数据；

run: 运行中的进程相关的数据；通常用于存储进程的pid文件；

spool: 应用程序数据池；

tmp: 保存系统两次重启之间产生的临时数据；

/proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统；

/sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息的虚拟文件系统；

/selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置；

Linux上的应用程序的组成部分：

二进制程序：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin

库文件：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64

配置文件：/etc, /etc/DIRECTORY, /usr/local/etc

帮助文件：/usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man, /usr/local/share/doc

Linux下的文件类型：

– (f)：普通文件；

d: 目录文件；

b: 块设备；

c: 字符设备；

l: 符号链接文件；（软连接）

p: 管道文件；

s: 套接字文件；socket; 通信接口（IP地址+端口）

socket文件不跨主机通信，在同一台主机中实现通信，打开

通信信道，就是套接字文件。跨主机利用协议通信，不跨主机

利用套接字通信。