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    想要上南大的同学的博客：Linux基础

    作者：[db:作者] 时间：2021-07-17 13:19

    操作系统（科普章节）

    目标：

    • 了解操作系统及作用

    1. 操作系统（Operation System，OS）

    操作系统作为接口的示意图

    没有安装操作系统的计算机，通常被称为 裸机

    • 如果想在 裸机 上运行自己所编写的程序，就必须用机器语言书写程序
    • 如果计算机上安装了操作系统，就可以在操作系统上安装支持的高级语言环境，用高级语言开发程序

    1.1 操作系统的作用

    • 是现代计算机系统中 最基本和最重要 的系统软件
    • 是 配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩展
    • 主要作用是管理好硬件设备，并为用户和应用程序提供一个简单的接口，以便于使用
    • 而其他的诸如编译程序、数据库管理系统，以及大量的应用软件，都直接依赖于操作系统的支持

    1.2 不同应用领域的主流操作系统

    • 桌面操作系统
    • 服务器操作系统
    • 嵌入式操作系统
    • 移动设备操作系统

    1> 桌面操作系统

    • Windows 系列
      • 用户群体大
    • macOS
      • 适合于开发人员
    • Linux
      • 应用软件少

    2> 服务器操作系统

    • Linux
      • 安全、稳定、免费
      • 占有率高
    • Windows Server
      • 付费
      • 占有率低
        在这里插入图片描述

    3> 嵌入式操作系统

    • Linux

    4> 移动设备操作系统

    • iOS
    • Android（基于 Linux）

    1.3 虚拟机

    虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统

    • 虚拟系统通过生成现有操作系统的全新虚拟镜像，具有真实操作系统完全一样的功能
    • 进入虚拟系统后，所有操作都是在这个全新的独立的虚拟系统里面进行，可以独立安装运行软件，保存数据，拥有自己的独立桌面，不会对真正的系统产生任何影响
    • 而且能够在现有系统与虚拟镜像之间灵活切换的一类操作系统

    操作系统的发展史（科普章节）

    目标：

    • 了解操作系统的发展历史
    • 知道 Linux 内核及发行版的区别
    • 知道 Linux 的应用领域

    01. 操作系统的发展历史

    1.1 Unix

    1965 年之前的时候，电脑并不像现在一样普遍，它可不是一般人能碰的起的，除非是军事或者学院的研究机构，而且当时大型主机至多能提供30台终端（30个键盘、显示器)，连接一台电脑

    为了解决数量不够用的问题

    • 1965 年左后由 贝尔实验室 加入了 麻省理工学院 以及 通用电气 合作的计划 —— 该计划要建立一套 多使用者(multi－user)、多任务(multi－processor)、多层次(multi－level) 的 MULTICS 操作系统，想让大型主机支持 300 台终端
    • 1969 年前后这个项目进度缓慢，资金短缺，贝尔实验室退出了研究
    • 1969 年从这个项目中退出的 Ken Thompson 当时在实验室无聊时，为了让一台空闲的电脑上能够运行 “星际旅行（Space Travel）” 游戏，在 8 月份左右趁着其妻子探亲的时间，用了 1 个月的时间，使用汇编写出了 Unix 操作系统的原型
    • 1970 年，美国贝尔实验室的 Ken Thompson，以 BCPL 语言为基础，设计出很简单且很接近硬件的 B 语言（取BCPL的首字母），并且他用 B 语言 写了第一个 UNIX 操作系统
    • 1971 年，同样酷爱 “星际旅行（Space Travel）” 的 Dennis M.Ritchie 为了能早点儿玩上游戏，加入了 Thompson 的开发项目，合作开发 UNIX，他的主要工作是改造 B 语言，因为B 语言 的跨平台性较差
    • 1972 年，Dennis M.Ritchie 在 B 语言 的基础上最终设计出了一种新的语言，他取了 BCPL 的第二个字母作为这种语言的名字，这就是 C 语言
    • 1973 年初，C 语言的主体完成，Thompson 和 Ritchie 迫不及待地开始用它完全重写了现在大名鼎鼎的 Unix 操作系统
      在这里插入图片描述
      肯·汤普逊（左）和丹尼斯·里奇（右）

    C 语言

    • 在把 UNIX 移植到其他类型的计算机上使用时，C 语言强大的移植性（Portability）在此显现
      • 机器语言和汇编语言都不具有移植性，为 x86 开发的程序，不可能在 Alpha，SPARC 和 ARM 等机器上运行
    • 而 C 语言程序则可以使用在任意架构的处理器上，只要那种架构的处理器具有对应的 C 语言编译器和库，然后将 C 源代码编译、连接成目标二进制文件之后即可运行

    Unix 家谱

    1.2 Minix

    • 因为 AT&T（通用电气） 的政策改变，在 Version 7 Unix 推出之后，发布新的使用条款，将 UNIX 源代码私有化，在大学中不再能使用 UNIX 源代码
    • Andrew S. Tanenbaum（塔能鲍姆） 教授为了能 在课堂上教授学生操作系统运作的细节，决定在不使用任何 AT&T 的源代码前提下，自行开发与 UNIX 兼容的操作系统，以避免版权上的争议
    • 以 **小型 UNIX（mini-UNIX）**之意，将它称为 MINIX

    1.3 Linux

    • 1991 年 林纳斯（Linus） 就读于赫尔辛基大学期间，对 Unix 产生浓厚兴趣，尝试着在Minix 上做一些开发工作
    • 因为 Minix 只是教学使用，因此功能并不强，林纳斯 经常要用他的终端 仿真器（Terminal Emulator） 去访问大学主机上的新闻组和邮件，为了方便读写和下载文件，他自己编写了磁盘驱动程序和文件系统，这些在后来成为了 Linux 第一个内核的雏形，当时，他年仅 21 岁！
    • 林纳斯 利用 GNU 的 bash 当做开发环境，gcc 当做编译工具，编写了 Linux 内核，一开始 Linux 并不能兼容 Unix
      • 即 Unix 上跑的应用程序不能在 Linux 上跑，即应用程序与内核之间的接口不一致
      • 一开始 Linux 只适用于 386，后来经过全世界的网友的帮助，最终能够兼容多种硬件
        在这里插入图片描述

    02. Linux 内核及发行版

    2.1 Linux 内核版本

    • 内核（kernel）是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设备与应用程序间的抽象层
    • Linux 内核版本又分为 稳定版 和 开发版，两种版本是相互关联，相互循环
      • 稳定版：具有工业级强度，可以广泛地应用和部署。新的稳定版相对于较旧的只是修正一些 bug 或加入一些新的驱动程序
      • 开发版：由于要试验各种解决方案，所以变化很快
    • 内核源码网址：http://www.kernel.org

    所有来自全世界的对 Linux 源码的修改最终都会汇总到这个网站，由 Linus 领导的开源社区对其进行甄别和修改最终决定是否进入到 Linux 主线内核源码中

    2.2 Linux 发行版本

    • **Linux 发行版（也被叫做 GNU/Linux 发行版）**通常包含了包括桌面环境、办公套件、媒体播放器、数据库等应用软件

    • 常见的发行版本如下：

      • Ubuntu
      • Redhat
      • Fedora
      • openSUSE
      • Linux Mint
      • Debian
      • Manjaro
      • Mageia
      • CentOS
      • Arch

    • 十大 Linux 服务器发行版排行榜：http://os.51cto.com/art/201612/526126.htm

    在几乎每一份与 Linux 有关的榜单上，基于 Debian 的 Ubuntu 都占有一席之位。Canonical 的Ubuntu 胜过其他所有的 Linux 服务器发行版 ―― 从简单安装、出色的硬件发现，到世界级的商业支持，Ubuntu确立了难以企及的严格标准

    03. Linux 的应用领域

    3.1 服务器领域

    • Linux 在服务器领域的应用是其重要分支
    • Linux 免费、稳定、高效等特点在这里得到了很好的体现
      • 早期因为维护、运行等原因同样受到了很大的限制
      • 近些年来 Linux 服务器市场得到了飞速的提升，尤其在一些高端领域尤为广泛

    3.2 嵌入式领域

    • 近些年来 Linux 在嵌入式领域的应用得到了飞速的提高
    • Linux 运行稳定、对网络的良好支持性、低成本，且可以根据需要进行软件裁剪，内核最小可以达到几百 KB 等特点，使其近些年来在嵌入式领域的应用得到非常大的提高

    主要应用：机顶盒、数字电视、网络电话、程控交换机、手机、PDA、等都是其应用领域，得到了 Google、三星、摩托罗拉、NEC 等公司的大力推广

    3.3 个人桌面领域

    • 此领域是传统 Linux 应用最薄弱的环节
    • 传统 Linux 由于界面简单、操作复杂、应用软件少的缺点，一直被 Windows 所压制
    • 近些年来随着 Ubuntu、Fedora 等优秀桌面环境的兴起，同时各大硬件厂商对其支持的加大，Linux 在个人桌面领域的占有率在逐渐的提高

    在 Ubuntu 中玩 QQ

    文件和目录（理解）

    目标

    • 理解 Linux 文件目录的结构

    01. 单用户操作系统和多用户操作系统（科普）

    • 单用户操作系统：指一台计算机在同一时间 只能由一个用户 使用，一个用户独自享用系统的全部硬件和软件资源

    • Windows XP 之前的版本都是单用户操作系统

    • 多用户操作系统：指一台计算机在同一时间可以由 多个用户 使用，多个用户共同享用系统的全部硬件和软件资源

    • Unix 和 Linux 的设计初衷就是多用户操作系统

    02. Windows 和 Linux 文件系统区别

    2.1 Windows 下的文件系统

    • 在 Windows 下，打开 “计算机”，我们看到的是一个个的驱动器盘符：
    • 每个驱动器都有自己的根目录结构，这样形成了多个树并列的情形，如图所示：

    2.2 Linux 下的文件系统

    • 在 Linux 下，我们是看不到这些驱动器盘符，我们看到的是文件夹（目录）：
    • Ubuntu 没有盘符这个概念，只有一个根目录 /，所有文件都在它下面

    2.3 用户目录

    位于 /home/user，称之为用户工作目录或家目录，表示方式：

    /home/user
~

    2.4 Linux 主要目录速查表

    • /：根目录，一般根目录下只存放目录，在 linux 下有且只有一个根目录，所有的东西都是从这里开始
      • 当在终端里输入 /home，其实是在告诉电脑，先从 /（根目录）开始，再进入到 home 目录
    • /bin、/usr/bin：可执行二进制文件的目录，如常用的命令 ls、tar、mv、cat 等
    • /boot：放置 linux 系统启动时用到的一些文件，如 linux 的内核文件：/boot/vmlinuz，系统引导管理器：/boot/grub
    • /dev：存放linux系统下的设备文件，访问该目录下某个文件，相当于访问某个设备，常用的是挂载光驱mount /dev/cdrom /mnt
    • /etc：系统配置文件存放的目录，不建议在此目录下存放可执行文件，重要的配置文件有
      • /etc/inittab
      • /etc/fstab
      • /etc/init.d
      • /etc/X11
      • /etc/sysconfig
      • /etc/xinetd.d
    • /home：系统默认的用户家目录，新增用户账号时，用户的家目录都存放在此目录下
      • ~ 表示当前用户的家目录
      • ~edu 表示用户 edu 的家目录
    • /lib、/usr/lib、/usr/local/lib：系统使用的函数库的目录，程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要函数库的协助
    • /lost+fount：系统异常产生错误时，会将一些遗失的片段放置于此目录下
    • /mnt: /media：光盘默认挂载点，通常光盘挂载于 /mnt/cdrom 下，也不一定，可以选择任意位置进行挂载
    • /opt：给主机额外安装软件所摆放的目录
    • /proc：此目录的数据都在内存中，如系统核心，外部设备，网络状态，由于数据都存放于内存中，所以不占用磁盘空间，比较重要的文件有：/proc/cpuinfo、/proc/interrupts、/proc/dma、/proc/ioports、/proc/net/* 等
    • /root：系统管理员root的家目录
    • /sbin、/usr/sbin、/usr/local/sbin：放置系统管理员使用的可执行命令，如 fdisk、shutdown、mount 等。与 /bin 不同的是，这几个目录是给系统管理员 root 使用的命令，一般用户只能"查看"而不能设置和使用
    • /tmp：一般用户或正在执行的程序临时存放文件的目录，任何人都可以访问，重要数据不可放置在此目录下
    • /srv：服务启动之后需要访问的数据目录，如 www 服务需要访问的网页数据存放在 /srv/www 内
    • /usr：应用程序存放目录
      • /usr/bin：存放应用程序
      • /usr/share：存放共享数据
      • /usr/lib：存放不能直接运行的，却是许多程序运行所必需的一些函数库文件
      • /usr/local：存放软件升级包
      • /usr/share/doc：系统说明文件存放目录
      • /usr/share/man：程序说明文件存放目录
    • /var：放置系统执行过程中经常变化的文件
      • /var/log：随时更改的日志文件
      • /var/spool/mail：邮件存放的目录
      • /var/run：程序或服务启动后，其 PID 存放在该目录下

    Ubuntu 图形界面入门

    目标

    • 熟悉 Ubuntu 图形界面的基本使用

    01. Ubuntu 的任务栏

    02. 窗口操作按钮

    03. 窗口菜单条

    常用 Linux 命令的基本使用

    目标

    • 理解学习 Linux 终端命令的原因
    • 常用 Linux 命令体验

    01. 学习 Linux 终端命令的原因

    • Linux 刚面世时并没有图形界面，所有的操作全靠命令完成，如 磁盘操作、文件存取、目录操作、进程管理、文件权限 设定等
    • 在职场中，大量的 服务器维护工作 都是在 远程 通过 SSH 客户端 来完成的，并没有图形界面，所有的维护工作都需要通过命令来完成
    • 在职场中，作为后端程序员，必须要或多或少的掌握一些 Linux 常用的终端命令
    • Linux 发行版本的命令大概有 200 多个，但是常用的命令只有 10 多个而已

    学习终端命令的技巧：

    • 不需要死记硬背，对于常用命令，用的多了，自然就记住了
    • 不要尝试一次学会所有的命令，有些命令是非常不常用的，临时遇到，临时百度就可以

    02. 常用 Linux 命令的基本使用

    序号命令对应英文作用
    01lslist查看当前文件夹下的内容
    02pwdprint work directory查看当前所在文件夹
    03cd [目录名]change directory切换文件夹
    04touch [文件名]touch如果文件不存在，新建文件
    05mkdir [目录名]make directory创建目录
    06rm [文件名]remove删除指定的文件名
    07clearclear清屏

    小技巧

    • ctrl + shift + = 放大终端窗口的字体显示
    • ctrl + - 缩小终端窗口的字体显示

    03. 自动补全

    • 在敲出 文件／目录／命令 的前几个字母之后，按下 tab 键
      • 如果输入的没有歧义，系统会自动补全
      • 如果还存在其他 文件／目录／命令，再按一下 tab 键，系统会提示可能存在的命令

    小技巧

    • 按 上／下 光标键可以在曾经使用过的命令之间来回切换
    • 如果想要退出选择，并且不想执行当前选中的命令，可以按 ctrl + c

    Linux 终端命令格式

    目标

    • 了解终端命令格式
    • 知道如何查阅终端命令帮助信息

    01. 终端命令格式

    command [-options] [parameter]

    说明：

    • command：命令名，相应功能的英文单词或单词的缩写
    • [-options]：选项，可用来对命令进行控制，也可以省略
    • parameter：传给命令的参数，可以是 零个、一个 或者 多个

    [] 代表可选

    02. 查阅命令帮助信息（知道）

    提示

    • 现阶段只需要 知道 通过以下两种方式可以查询命令的帮助信息
    • 先学习常用命令及常用选项的使用即可，工作中如果遇到问题可以借助 网络搜索

    2.1 --help

    command --help

    说明：

    • 显示 command 命令的帮助信息

    2.2 man

    man command

    说明：

    • 查阅 command 命令的使用手册

    man 是 manual 的缩写，是 Linux 提供的一个 手册，包含了绝大部分的命令、函数的详细使用说明

    使用 man 时的操作键：

    操作键功能
    空格键显示手册页的下一屏
    Enter 键一次滚动手册页的一行
    b回滚一屏
    f前滚一屏
    q退出
    /word搜索 word 字符串

    文件和目录常用命令

    目标

    • 查看目录内容
      • ls
    • 切换目录
      • cd
    • 创建和删除操作
      • touch
      • rm
      • mkdir
    • 拷贝和移动文件
      • cp
      • mv
    • 查看文件内容
      • cat
      • more
      • grep
    • 其他
      • echo
      • 重定向 > 和 >>
      • 管道 |

    01. 查看目录内容

    1.1 终端实用技巧

    1> 自动补全

    • 在敲出 文件／目录／命令 的前几个字母之后，按下 tab 键
      • 如果输入的没有歧义，系统会自动补全
      • 如果还存在其他 文件／目录／命令，再按一下 tab 键，系统会提示可能存在的命令

    2> 曾经使用过的命令

    • 按 上／下 光标键可以在曾经使用过的命令之间来回切换
    • 如果想要退出选择，并且不想执行当前选中的命令，可以按 ctrl + c

    1.2 ls 命令说明

    • ls 是英文单词 list 的简写，其功能为列出目录的内容，是用户最常用的命令之一，类似于 DOS 下的 dir 命令

    Linux 下文件和目录的特点

    • Linux 文件 或者 目录 名称最长可以有 256 个字符
    • 以 . 开头的文件为隐藏文件，需要用 -a 参数才能显示
    • . 代表当前目录
    • … 代表上一级目录

    1.3 ls 常用选项

    参数含义
    -a显示指定目录下所有子目录与文件，包括隐藏文件
    -l以列表方式显示文件的详细信息
    -h配合 -l 以人性化的方式显示文件大小

    计算机中文件大小的表示方式（科普）

    单位英文含义
    字节B（Byte）在计算机中作为一个数字单元，一般为 8 位二进制数
    千K（Kibibyte）1 KB = 1024 B，千字节 （1024 = 2 ** 10）
    兆M（Mebibyte）1 MB = 1024 KB，百万字节
    千兆G（Gigabyte）1 GB = 1024 MB，十亿字节，千兆字节
    太T（Terabyte）1 TB = 1024 GB，万亿字节，太字节
    拍P（Petabyte）1 PB = 1024 TB，千万亿字节，拍字节
    艾E（Exabyte）1 EB = 1024 PB，百亿亿字节，艾字节
    泽Z（Zettabyte）1 ZB = 1024 EB，十万亿亿字节，泽字节
    尧Y（Yottabyte）1 YB = 1024 ZB，一亿亿亿字节，尧字节

    1.4 ls 通配符的使用

    通配符含义
    *代表任意个数个字符
    ?代表任意一个字符，至少 1 个
    []表示可以匹配字符组中的任一一个
    [abc]匹配 a、b、c 中的任意一个
    [a-f]匹配从 a 到 f 范围内的的任意一个字符

    02. 切换目录

    2.1 cd

    • cd 是英文单词 change directory 的简写，其功能为更改当前的工作目录，也是用户最常用的命令之一

    注意：Linux 所有的 目录 和 文件名 都是大小写敏感的

    命令含义
    cd切换到当前用户的主目录(/home/用户目录)
    cd ~切换到当前用户的主目录(/home/用户目录)
    cd .保持在当前目录不变
    cd …切换到上级目录
    cd -可以在最近两次工作目录之间来回切换

    2.2 相对路径和绝对路径

    • 相对路径 在输入路径时，最前面不是 / 或者 ~，表示相对 当前目录 所在的目录位置
    • 绝对路径 在输入路径时，最前面是 / 或者 ~，表示从 根目录/家目录 开始的具体目录位置

    03. 创建和删除操作

    3.1 touch

    • 创建文件或修改文件时间
      • 如果文件 不存在，可以创建一个空白文件
      • 如果文件 已经存在，可以修改文件的末次修改日期

    3.2 mkdir

    • 创建一个新的目录
    选项含义
    -p可以递归创建目录

    新建目录的名称 不能与当前目录中 已有的目录或文件 同名

    3.3 rm

    • 删除文件或目录

    使用 rm 命令要小心，因为文件删除后不能恢复

    选项含义
    -f强制删除，忽略不存在的文件，无需提示
    -r递归地删除目录下的内容，删除文件夹 时必须加此参数

    04. 拷贝和移动文件

    序号命令对应英文作用
    01tree [目录名]tree以树状图列出文件目录结构
    02cp 源文件 目标文件copy复制文件或者目录
    03mv 源文件 目标文件move移动文件或者目录／文件或者目录重命名

    4.1 tree

    • tree 命令可以以树状图列出文件目录结构
    选项含义
    -d只显示目录

    4.2 cp

    • cp 命令的功能是将给出的 文件 或 目录 复制到另一个 文件 或 目录 中，相当于 DOS 下的 copy 命令
    选项含义
    -i覆盖文件前提示
    -r若给出的源文件是目录文件，则 cp 将递归复制该目录下的所有子目录和文件，目标文件必须为一个目录名

    4.3 mv

    • mv 命令可以用来 移动 文件 或 目录，也可以给 文件或目录重命名
    选项含义
    -i覆盖文件前提示

    05. 查看文件内容

    序号命令对应英文作用
    01cat 文件名concatenate查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容等功能
    02more 文件名more分屏显示文件内容
    03grep 搜索文本 文件名grep搜索文本文件内容

    5.1 cat

    • cat 命令可以用来 查看文件内容、创建文件、文件合并、追加文件内容 等功能
    • cat 会一次显示所有的内容，适合 查看内容较少 的文本文件
    选项含义
    -b对非空输出行编号
    -n对输出的所有行编号

    Linux 中还有一个 nl 的命令和 cat -b 的效果等价

    5.2 more

    • more 命令可以用于分屏显示文件内容，每次只显示一页内容
    • 适合于 查看内容较多的文本文件

    使用 more 的操作键：

    操作键功能
    空格键显示手册页的下一屏
    Enter 键一次滚动手册页的一行
    b回滚一屏
    f前滚一屏
    q退出
    /word搜索 word 字符串

    5.3 grep

    • Linux 系统中 grep 命令是一种强大的文本搜索工具
    • grep允许对文本文件进行 模式查找，所谓模式查找，又被称为正则表达式，在就业班会详细讲解
    选项含义
    -n显示匹配行及行号
    -v显示不包含匹配文本的所有行（相当于求反）
    -i忽略大小写
    • 常用的两种模式查找
    参数含义
    ^a行首，搜寻以 a 开头的行
    ke$行尾，搜寻以 ke 结束的行

    06. 其他

    6.1 echo 文字内容

    • echo 会在终端中显示参数指定的文字，通常会和 重定向 联合使用

    6.2 重定向 > 和 >>

    • Linux 允许将命令执行结果 重定向到一个 文件
    • 将本应显示在终端上的内容 输出／追加 到指定文件中

    其中

    • > 表示输出，会覆盖文件原有的内容
    • >> 表示追加，会将内容追加到已有文件的末尾

    6.3 管道 |

    • Linux 允许将 一个命令的输出 可以通过管道 做为 另一个命令的输入
    • 可以理解现实生活中的管子，管子的一头塞东西进去，另一头取出来，这里 | 的左右分为两端，左端塞东西（写），右端取东西（读）

    常用的管道命令有：

    • more：分屏显示内容
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