马哥教育网络班21期+第1周课程练习

（一）计算机的基础认识

      1. 冯诺依曼体系：

         运算器（ALU Arithmetic Logical Unit）：完成算数和逻辑运算。

         控制器（CU Control Unit）：发出各种控制信息，让计算机各部件协调工作。

         存储器（Memory）：记忆程序和数据的部件

         输入设备（Inputdevice）：将程序和数据输入的部件。

         输入设备（Outputdevice）：将数据和其他信息输出

      

上图表明，计算机内部5大部件共有两类信息流动，数据类（原始数据，中间结果，程序指令等）；控制类用单线表示，两类都是用二进制0或1组成。数据输入到存储器要经过运算器，输出时有运算器输出到输出设备，前提是有控制器发送控制信号完成的。计算机工作时将存放在存储器上的程序逐条输出到控制器，控制器执行指令发送到控制信号到其他4个部件。                   

   

      2.计算机的总线结构：

      数据总线（DB）：CPU与存储器，I/O接口设备之间传送数据信息（各种指令数据信息）的总线，双向传输。

      地址总线（AB）：CPU向存储器，I/O接口设备发出的地址信息，寻址能力CPU特有，因此单向传输。

      控制总线（CB）：CPU到存储器，I/O接口设备的控制信号，有存储器，I/O设备的应答，请求信号。

      控制信号包括：时序信号，状态信号，命令信号（读写，繁忙，中断）等。

     3.处理器架构（CPU所采用的指令系统）

       CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。主要有Intel，Amd系列

       RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computing”，中文即“精简指令集”，它的指令系统相对简单，它只要求硬件执行很有限且最常用的那部分执令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的CPU。在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、IBM公司的Power PC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare。

（二）操作系统的基础认识

      1. linux操作系统

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，是一个基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU的操作系统。它能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。

 

       用户进程：运行在linux系统内核（sh csh tcsh ksh bash zsh 等）之上，一个庞大软件集合。

       系统调用：内核的出口，用户程序通过系统调用使用内核提供的功能或者更高级一点C库调用。

       内核子系统：硬件驱动，进程管理，内存管理，网络管理，安全管理等

       硬件：计算机硬件。

程序的运行模式：          

      用户空间：用户空间中的代码指令运行在较低的特权级别ring3上，只能看到允许它们使用的部分系统资源，       并且不能使用某些特定的系统功能，也不能直接访问内核空间和硬件设备，以及其他一些具体的使用限制

      内核空间：Linux系统对自身进行了划分，一部分核心软件独立于普通应用程序，指令运行在较高的特权级别       上CPU ring0，它们驻留在被保护的内存空间上，拥有访问硬件设备的所有权限，Linux将此称为内核空间

运行程序格式ABI：

      Windows: EXE, dll(dynamic link library)

      Linux: ELF, so(shared object)

POSIX规范：Portable Operating System 只是规范了操作系统为应用级程序开发的API，没有规范程序的ABI，因此       Windows和Unix，Linux的应用程序编译成二进制后是不兼容的。

C程序运行过程：

      加深linux源码安装过程的认识

             

      预处理阶段（cpp）：根据义字符#开头的命令，修改原始C程序，例如#include <stdio.h>,就是告诉于处理器读取系统头文件stdio.h，插入到程序文本，形成另一个C程序，通常是以.i结尾的扩展名。

      编译阶段：编译器（ccl）将hello.i文件翻译成.s文件，它包含了一个汇编语言程序，加入了汇编代码。

      汇编阶段：编译器（as）将.s文件翻译成机器语言指令，形成机器可读的二进制数据。

      链接阶段：假如hello程序条用了printf函数，C库，由编译器提供，而printf函数存在一个名为printf.o的单独的预编译目标文件中，这个文件必须以某种方式并入到hello.o程序中，连接器（ld）负责这种并入，结果得到hello文件，他是一个可执行目标文件，加载到存储器上，系统负责执行。

       2. linux操作系统不同发行版的区别和联系

其中Gentoo，Archlinux，LFS可定制性很强，充分发挥硬件性能，但配置比较复杂，有时间单独研究安装使用下再总结了。

     3.linux的哲学思想

      一切皆文件：对所有文件（目录、字符设备、块设备、 套接字、打印机等）操作，读写都可用           fopen()/fclose()/fwrite()/fread()等函数进行处理（VFS）。屏蔽了硬件的区别，所有设备都抽象成文件，提供统一的 口给用户。

      由众多单一目的小程序组成：一个程序只实现一个功能，组合小程序完成复杂任务。

      尽量避免跟用户交互：使用脚本编程，以自动完成某些功能。

      使用纯文本文件保存配置信息：一款使用的文本编程器即能完成系统配置和软件配置工作。

（三）linux操作系统的FHS和基础命令

     1.Filesystem Hierarchy Standard（文件系统目录标准）

/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；

/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

c: character device，线性访问

/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；

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

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；

       2.基础命令

格式 ： Command 选项 参数

       选项：长选项– 短选项-   参数：要处理的文件，有的命令可以有多个参数

命令帮助：

 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，1，5,8比较常用。

man命令的操作方法：

         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

ifconfig命令：已被废弃的命令，建议以后使用ip命令

查看所有网卡

查看网卡详细统计数据

临时给网卡配ip

禁用启用网卡

 

echo命令：

-e 允许转义符 -n 不允许自动添加换行符换行

转义符：反斜线 报警 退格键 ESC键 换页符 换行符 回车键 Tab键

pwd 命令：打印出当前工作目录（绝对路径）

export命令：查看和临时更改登录shell的环境变量

shutdown命令：

-r reboot -h halt -H halt -P poweroff -c清除shutdown相关任务 -k 警告，用户不能登录，不关机

date命令：

常用FORMAT

%Y  YYYY格式的年份（Year）

%m  mm格式的月份（），01-12

%d   dd格式的日期（day of month），01-31

%H   HH格式的小时数（），00-23

%M  MM格式的分钟数（），00-59

%S   SS格式的秒数（），00-59

%F   YYYY-mm-dd格式的完整日期（Full date），同%Y-%m-%d

%T   HH-MM-SS格式的时间（Time），同%H:%M:%S

%s   自1970年以来的秒数。C函数time(&t) 或者Java中 System.currentTimeMillis()/1000, new Date().getTime()/1000

%w   星期几，0-6，0表示星期天

%u   星期几，1-7，7表示星期天

注意以上格式是可以任意组合的，还可以包括非格式串，比如 date "+今天是%Y-%d-%m，现在是$H:%M:%S"

格式：date -d STRING

格式：date –date=STRING

格式：date -d STRING +FORMAT

显示用STRING指定的日期时间（display time described by STRING, not ‘now’）

格式：date -s STRING

格式：date –set=STRING，date [MMDDhhmm[[CC]YY][.ss]]：设置来设置系统时间

更多格式 man date 或 date –help

 

hwclock命令：

-r 显示硬件时钟 -s 同步硬件时钟到系统时间 -w 同步系统时间到硬件时间

history命令：~/.bash_history 为命令历史记录文件，不退出不记录，只会记录在缓存中

-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

!#: 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

tty命令：查看当前登录终端 物理终端/dev/console 虚拟终端/dev/tty# 模拟终端/dev/ps/#

startx命令：读取/etc/X11/xorg.conf进入图形界面终端