Linux基礎 -01

阿新 • • 發佈：2021-07-07

01Linux快速入門

1.計算機組成原理

1.1什麼是計算機

計算機一般被稱為"電腦",即通電的大腦
- 電腦二字蘊含了人類對計算機的終極期望;
- 希望它能像人腦一樣為我們工作,從而取代人力,解放人類

1.2 為什麼要有計算機

為什麼要有計算機，或者人類為什麼要造計算機?
- 其實是為了執行人類的程式，從而將人力解放出來；（因為
  人存在很多不可控因素）
- 所以計算機在造的時候，它每一部分的設計都是在模仿人的
  某個器官或功能去設計的

1.3 計算機五大組成部分

計算機由五大元件組成,我們完全可以把計算機的五大元件比喻成人類的各個器官
- 控制器
- 運算器
- 儲存器
- 輸入裝置Input/I裝置
- 輸出裝置Output/O裝置

1.3.1 CPU

控制器:
- 作用:是計算機的指揮系統，主要負責控制計算機其他所有
  元件如何工作的；
- 比如：走路、跑、跳、說話都是誰在控制呢？
- 類比：控制器-->人類大腦;
運算器：
- 作用：運算及字面含義，主要包含數學運算、邏輯運算；
- 比如：1+1=數學運算；上車看見好看姑娘，追還是不追=邏
  輯運算；
- 類比：運算器-->人類大腦
小結：
- 其實控制器和運算器壓根就不是兩個硬體
- 控制器+運算器其實就是 CPU（晶片） --> 人類的大腦（前腦
  +後腦）
CPU 其他知識：
- CPU 路數：伺服器中有多少個 CPU ；單路=1個CPU 雙路=2個
  CPU
- CPU 核數：決定來了伺服器並行（同時）處理任務的能力；
  1顆物理CPU，6個執行緒
- CPU 超執行緒：所謂的超執行緒就是一項CPU的技術，原本CPU
  的核心和執行緒數量是對等的，利用了超執行緒的技術可以讓一
  個核心對應多個執行緒：
  - i7 9700K ：8核心 16執行緒超執行緒
  - i7 9800X ：8核心 8執行緒
- 原生原生只能做8個核心同時工作，而超執行緒的能做16個核心同
  時工作；
- 超執行緒CPU在同一時間能夠開更多的程式，能夠有效的利用
  資源，從而提高整體的執行效率

1.3.2 記憶體/硬碟

儲存器/IO：
- 作用：負責程式資料的存取，對於計算機來說，有了儲存
  器，才有記憶功能；
- 分類：
  - 記憶體：記憶體基於電工作，通電就可以儲存資料；
    - 優勢：存取資料快；
    - 缺點：斷電資料會丟失，僅能臨時儲存資料；
  - 外存：外接硬碟，基於磁工作；
    - 優勢：斷電資料不會丟失，可以永久儲存資料；
    - 缺點：存取速度慢；
- 類比：
  記憶體-->大腦的記憶功能（快、短期記憶）；
  硬碟-->隨身攜帶小本本（慢、長期記憶）；
- 舉例：
  - 女朋友的生日假設是（0921），我們一般記憶在哪最合
    適；
    - 1.可以記憶在大腦，快速響應，但如果搬磚敲你一
      下，失憶了怎麼辦；
    - 2.聰明的夥伴會說我記錄在小本本上，忘了看一眼，
      然後延遲響應（dsg）；
  - 如果女朋友問她的生日是什麼時間，怎麼記憶最佳：
    - 第一步：單純記錄到腦子裡可能會忘記，所以我將生
      日記錄到小本本上；
    - 第二步：在女朋友每次詢問我之前，將小本本拿出來
      看一眼，記到腦子中；
    - 第三步：在女朋友問我的時候，我直接從腦子記憶中
      提取她的生日日期即可；
- 敲重點：如果程式的資料要快存快取：
  - 第一步：將應用程式儲存至硬碟中，如果不用就放在那，
    也不佔多少空間；
  - 第二步：一旦需要使用該程式，首先將程式儲存在硬碟的
    資料載入到記憶體中；
  - 第三步：最後CPU讀取記憶體中的指令，進行分析和處理；
    從而保證程式的執行速度；

1.3.3輸入裝置

輸入裝置 Input ：
- 作用：往計算機裡面輸入內容；（鍵盤、滑鼠）
- 比如：眼睛看、耳朵聽；
- 類比：輸入裝置-->人類的（眼、耳）；

1.3.4 輸出裝置

輸出裝置 Output ：
- 作用：計算機向外輸出資料的工具；（顯示器、印表機）
- 比如：人說話，人釋出文章
- 類比：輸入裝置--> xx ；

1.3.5 五大元件總結

老師講課，學生聽課，老師是程式設計師，學生是計算機；（學生的
器官都是計算機各部分組成）
- 1.學生通過自己耳朵聽、眼睛看，接收老師講的知識；這個
  就是-->輸入
- 2.學生通過自己的神經、將接收的資訊存入自己的短期記憶
  中；這個就是-->記憶體
- 3.學生光聽不行，還需要理解老師講的知識，於是你的大腦
  從短期記憶裡取出知識/指令，分析知識/指令，然後學習知
  識/執行指令 -->這就是cpu（取指、分析、執行）
- 4.學生通過作業、給其他學生講解、將學到的東西表達出來-->這就是輸出
- 5.學生想要永久將知識儲存下來，進行長期記憶、需要將內
  容寫到本子上；-->這就是硬碟

1.4 計算機三大核心硬體

我們將五大組成部分，進一步提煉出其中的三大核心硬體：
（CPU、記憶體、磁碟）
- 因為一個程式的執行與計算機三大核心硬體存在著特定的聯
  系；
- 前提：人 --通過--> 語言 --控制--> 計算機（即人）
- 舉例：我通過語言編寫一段程式，控制計算機（人）做如下
  幾件事：
  - 1.買菸；
  - 2.掏錢；
  - 3.回家；
  - 目的：控制人的身體去運轉、替我們工作；
問題1：我們編寫的程式沒有詳細描述他應該如何工作，那到底
是計算機的哪個元件下發的控制指令；
- 其實計算機的所有元件都受計算機的 CPU 控制；
- 也就是程式是直接控制大腦（CPU），由大腦（CPU）間接支
  配人的肉體（元件），從而實現程式支配肉體工作
問題2：如果我不想每次反覆描述這件事，希望這個任務反覆運
行怎麼辦；
- 計算機具備儲存的就是記憶體和硬碟；
  - 如果直接儲存在記憶體丟失了怎麼辦，難道在描述一次；所
    以這個程式是需要儲存在硬碟上；
  - 也就是編寫好的程式或者軟體一定是儲存在硬碟上的；
問題3：如果只有 CPU 和硬碟，能否將這段程式執行起來；
- 其實是可以執行起來的， CPU 從硬碟中取出指令進行執行即
  可，但是存在問題；
  - CPU 的速度要遠高於硬碟；如果每次都需要從硬碟資料
    中讀取一條資料，然後CPU處理一條；然後繼續讀取、繼
    續處理，一直反覆這個過程，那麼大量的時間都會浪費在
    資料的讀取上；
  - 那我們該如何提升程式執行的速度呢，此時就需要記憶體的介
    入（人腦的記憶）；
    - 第一步：我們將要操作的步驟儲存至磁碟（小本本）；
    - 第二步：將硬碟的資料載入進記憶體中（大腦的記憶）；
    - 第三步：CPU從記憶體中讀取指令執行，效率非常高；

1.5 作業系統基本概念

1.5.1 操由來作系統

需求：
- 開發一個編輯工具，該軟體的一個核心業務就是文字編輯，
  編輯內容就牽扯到要操作計算機硬體；
問題：
- 1.不管我們編寫什麼軟體，最終的目的是為了控制硬體；
- 2.但對於計算機而言，它是死的，它不可能自行執行，所有
  的硬體執行都需要軟體進行支配；
實現：
- 第一步：我們必須先開發一個 ”控制系統“ 來控制計算機的硬
  件基本執行；
- 第二步：然後在開發編輯工具的業務功能，但凡涉及到要操
  作硬體，則呼叫控制系統；
- 第三步：最後由控制系統來控制計算機硬體進行執行；

1.5.2 什麼是作業系統

其實前面所所的控制系統有一個更好聽的名稱，作業系統
Operation System, OS
- 1.作業系統是”應用軟體“與”硬體“之間的一個橋樑；
- 2.同時也是一個協調、管理、“控制計算機硬體資源”、“軟體
  資源”的一個控制程式；

1.5.3 為什麼需要作業系統

1.控制計算機的基本執行；
2.將硬體的複雜操作簡單化，供上層應用程式使用；
3.為使用者與計算機硬體之間提供 ”圖形/命令列“ 工具；

2. Linux系統基本介紹

2.1 什麼是Linux

Linux 和我們常見的 Windows 一樣，都是作業系統，但
linux 有兩種含義；
- 一種是 Linus 編寫的開源作業系統的核心
- 另一種是廣義上的作業系統
Linux 與 Windows 系統不同的是；
- Windows 收費，不開源，主要用於日常辦公、遊戲、娛樂多
  一些。
- Linux 免費，開源，主要用於伺服器領域，效能穩定，安
  全，更新頻次高。
例如: 淘寶、百度、騰訊等網際網路公司，他們使用的伺服器全都
是 Linux 系統；

2.2Linux系統發展史

既然是歷史，那就讓他成為歷史吧，因為我根本記不住歷史。(因為
我不是導遊，不靠記歷史賺錢)。
雖然歷史不重要，但是還是需要了解 Linux 在發展過程中的一些重
要人物

2.3 自動軟體之父

自由軟體之父 Richard M. Stallman 1984 發起了 GNU 組織
GUN 組織中有幾個專案：
- copyleft ：代表無版權。 copyright ：則代表有版權。
- opensource ：開放原始碼、軟體誰都可以使用、誰都可以
  傳播、誰都可以二次開發
- free ：免費
- GPL ：通用版權許可證協議，如果軟體被打上GPL，那麼任
  何人都可以對這個軟體進行修改，但是修改完之後必須將源
  碼釋出出來，以便更好的傳承下去。
總結：
- Linux 中的軟體百分之八十都是 GPL 提供；
- 自由軟體運動的口號是：“團結就是力量”；

2.4 Linux系統之父

Linux 之父 Linus Torvalds 林納斯.託瓦茲 1991 年 Linux 內
核；
作業系統的核心稱為“核心”，但核心並不就等於作業系統；
核心提供系統服務，比如檔案管理、虛擬記憶體、裝置I/O等還
包含一些基本的程式、編譯器、shell等；所以單獨的Linux核
沒辦法工作，須要有GNU專案的眾多應用程式；
其實 Linux 官方叫法是 GNU/Linux 使用 GNU 的軟體加上
Linux 核心，一般簡稱 Linux

2.5 Linux系統發行版

我們現在說的 Linux 其實都是指的是發行版 Distribution
version ；就是使用 Linux 核心加上各種 GNU 的庫檔案、應用程
序，構造而成的作業系統。
Linux發行版介紹 RHEL/Centos/Ubuntu/Suse

Redhat 企業級作業系統， Linux 的核心進行編譯安裝相應軟
件，進行專業的測試，然後進行發行；
CentOS 社群企業級作業系統，改與 Redhat 完全開源（沒有售後）；
Ubuntu 社群維護，現在主要做手機系統和電腦桌面系統；
Debian 等等.........

2.6 為什麼使用CentOS

CentOS 是 Community Enterprise Operating System 的縮寫表示 "社群企業作業系統"
CentOS 兼具 Community （社群）和 Enterprise （企業的
特性
CentOS 穩定、長期支援（10年）大規模使用穩定；

2.7 Linux認證是否需要考

Linux相關認證介紹 RHCSA/RHCE/RHCA

RHCE: 中級工程師 --》兩個模組（片面）
RHCA：高階工程師
常見問題：老師我到底要不要考一個紅帽證書，學完咱們這個
Linux 雲端計算課程能不能考？

3.Linux系統安裝

3.1安裝配置VM虛擬機器

VMware WorkStation 虛擬機器軟體是一款桌面計算機虛擬軟體，讓
使用者能夠在單一主機上同時執行多個不同的作業系統。

3.2 安裝Linux作業系統

CentOS

安裝 RHEL/CentOS7 系統時需要注意:您電腦的 CPU 需要支援VT(Virtualization Technology虛擬化技術) 所謂VT，指的是讓單臺計算機能夠分割出多個獨立資源區，並讓每個資源區按照需要模擬出系統的一項技術，其本質就是通過中間層實現計算機資源的
管理和再分配，讓系統資源的利用率最大化

注意:如果開啟虛擬機器後依然提示 CPU 不支援 VT 技術”報錯資訊，

請重啟電腦並進入到 BIOS 中把 CPU 的 VT 虛擬化功能開啟即可。

第1步：在虛擬機器管理介面中單擊“開啟此虛擬機器”按鈕後數秒就看到
RHEL 7 系統安裝介面，如圖1-所示。

描述含義
Install Red Hat Enterprise Linux 7 安裝Redhat Linux7系統
Test this media & install Red Hat
Enterprise Linux 7 校驗光碟完整性後再裝
Troubleshooting 啟動救援模式

第2步：接下來按回車鍵後開始載入安裝映象，所需時間大約在30～60秒，請耐心等待，如圖1-27所示。

3.3 安裝Ubuntu作業系統

3.3.1 下載Ubuntu

ubuntu 中文下載網： https://cn.ubuntu.com/
第三方映象站點：
https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu-releases/

3.3.2 選擇系統語言

3.3.3 選擇鍵盤語言

3.3.4 配置網路地址

配置自定義網路

3.3.5 調整倉庫地址

將原本國外的倉庫地址修改為國內阿里雲地址
http://mirror.aliyun.com

3.3.6 調整分割槽策略

3.3.7 設定登入使用者

ubuntu預設拒絕root直接登入,需要建立一個普通使用者進行登入

3.3.8 啟用遠端連線

勾選 Install OpenSSH Server 否則通過遠端連線伺服器

3.3.9 完成安裝

安裝完成後，選擇 Reboot Now 重啟完成系統安裝

更新源參考地址：
- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/ubuntu/
- oldxu@example:~$ sudo apt-get update
測試安裝軟體
- oldxu@example:~$ apt-get install net-tools