Linux學(xué)習(xí)之計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)入門和常見(jiàn)Linux發(fā)行版介紹
Linux理論基礎(chǔ)
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- Linux理論基礎(chǔ)
- 1. 計(jì)算機(jī)的組成及其功能
- (1) CPU（控制器和運(yùn)算器）
- (2) 存儲(chǔ)器
- (3) 輸入設(shè)備
- (4) 輸出設(shè)備
- 2. Linux常見(jiàn)發(fā)行版，及不同發(fā)行版之間的聯(lián)系與區(qū)別
- Linux內(nèi)核和Linux發(fā)行版的關(guān)系
- Linux常見(jiàn)發(fā)行版
- Linux發(fā)行版之間的關(guān)系
- Linux發(fā)行版分類
- Linux各發(fā)行版特點(diǎn)
- 3. Linux的哲學(xué)思想
- 1. 計(jì)算機(jī)的組成及其功能
- Linux理論基礎(chǔ)
1. 計(jì)算機(jī)的組成及其功能
馮.諾伊曼體系中，計(jì)算機(jī)有五大基本部件：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。?
實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)包括CPU（控制器和運(yùn)算器）、存儲(chǔ)器（Memory內(nèi)存和Disk外存）、Input輸入設(shè)備、Output輸出設(shè)備。
(1) CPU（控制器和運(yùn)算器）
CPU由運(yùn)算器、控制器、寄存器、緩存、指令集組成。?
a、運(yùn)算器是實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件：?
主要由算術(shù)邏輯部件（ALU：Arithmetic and Logic Unit）、寄存器組和狀態(tài)寄存器組成：?
ALU主要完成對(duì)二進(jìn)制信息的定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和各種移位操作；?
通用寄存器組是用來(lái)保存參加運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算的中間結(jié)果；?
狀態(tài)寄存器在不同的機(jī)器中有不同的規(guī)定，程序中，狀態(tài)位通常作為轉(zhuǎn)移指令的判斷條件。?
b、控制器是計(jì)算機(jī)的指揮系統(tǒng)，通過(guò)地址來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（內(nèi)存），從存儲(chǔ)器中取出指令，經(jīng)譯碼器分析后，根據(jù)指令分析結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有條不紊地協(xié)調(diào)工作。?
控制器一般包括指令控制邏輯、時(shí)序控制邏輯、總線控制邏輯、中斷控制邏輯等幾個(gè)部分：?
指令控制邏輯要完成取指令、分析指令和執(zhí)行指令的操作；?
時(shí)序控制邏輯要為每條指令按時(shí)間順序提供應(yīng)有的控制信號(hào)，一般時(shí)鐘脈沖就是最基本的時(shí)序信號(hào)，是整個(gè)機(jī)器的時(shí)間基準(zhǔn)，稱為機(jī)器的主頻；?
總線邏輯是為多個(gè)功能部件服務(wù)的信息通路的控制電路，就CPU而言一般分為內(nèi)部總線和CPU對(duì)外聯(lián)系的外部總線，外部總線有時(shí)候又叫做系統(tǒng)總線、前端總線（FSB）等；?
中斷是指計(jì)算機(jī)由于異常事件，或者一些隨機(jī)發(fā)生需要馬上處理的事件，引起CPU暫時(shí)停止現(xiàn)在程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)向另一服務(wù)程序去處理這一事件，處理完畢再返回原程序的過(guò)程。由機(jī)器內(nèi)部產(chǎn)生的中斷，把它叫做陷阱（內(nèi)部中斷），由外部設(shè)備引起的中斷叫外部中斷。?
c、寄存器(register)是CPU內(nèi)部用來(lái)存放數(shù)據(jù)的一些小型的存儲(chǔ)區(qū)域，用來(lái)暫時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算結(jié)果。寄存器由電子線路組成，存取速度非常快，與CPU的速度相當(dāng)，寄存器的成本較高，因而數(shù)量較少。CPU內(nèi)部的寄存器類型有指令寄存器、程序計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器以及狀態(tài)寄存器等。
(2) 存儲(chǔ)器
a、Memory內(nèi)存，RAM（Random Access Memory）?
由Cell存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)Cell為8bits。?
擴(kuò)展思考：?
32位CPU能引用的存儲(chǔ)單元位置，決定了最大可用到的內(nèi)存大小為4GB：?
32位CPU，能夠識(shí)別的存儲(chǔ)單元地址個(gè)數(shù)位2^32個(gè)，每個(gè)位置代表一個(gè)存儲(chǔ)單元Cell，每個(gè)Cell是8bits（1Byte），?
能用到的內(nèi)存大小為2^32Bytes=4GB。?
b、Disk外存，即磁盤，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
(3) 輸入設(shè)備
下指令，提供數(shù)據(jù)等。
(4) 輸出設(shè)備
輸出數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。
2. Linux常見(jiàn)發(fā)行版，及不同發(fā)行版之間的聯(lián)系與區(qū)別
Linux內(nèi)核和Linux發(fā)行版的關(guān)系
Linux內(nèi)核指的是一個(gè)由Linus Torvalds負(fù)責(zé)維護(hù)，提供硬件抽象層、硬盤及文件系統(tǒng)控制及多任務(wù)功能的系統(tǒng)核心程序。?
Linux發(fā)行版就是由Linux內(nèi)核與各種常用軟件的集合產(chǎn)品，如今全球大約有數(shù)百款的Linux發(fā)行版本。
Linux常見(jiàn)發(fā)行版
Linux發(fā)行版有三大主流分支：Debian、Slackware、Redhat，包含的主要發(fā)行版分別如下：
- Debian?
- Ubuntu?
Linux mint - Knopix
- Ubuntu?
- Slackware?
- S.u.S.E?
SLES-SuSE Linux Enterprise?
OpenSuSE
- S.u.S.E?
- Redhat?
- RHEL-RedHat Enterprise Linux?
CentOS-Community ENTerprise - Fedore Core
- RHEL-RedHat Enterprise Linux?
除了三大主流分支，還有兩種比較流行的發(fā)行版：
- Gentoo
- ArchLinux
Linux發(fā)行版之間的關(guān)系
- Fedora是基于RHEL，CentOS，Scientific Linux, 和Oracle Linux的社區(qū)版本。相比RHEL，F(xiàn)edora打包了顯著的更多的軟件包。其中一個(gè)原因是，多樣化的社區(qū)參與Fedora的建設(shè);它不只是一家公司。在這個(gè)過(guò)程中，CentOS用于活動(dòng)，演示和實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗菍?duì)最終用戶免費(fèi)提供的，并具有比Fedora的一個(gè)更長(zhǎng)的發(fā)布周期(通常每隔半年左右發(fā)布一個(gè)新版本)。
- SUSE, SUSE Linux Enterprise Server (SLES), 和openSUSE 之間的關(guān)系類似于 Fedora, Red Hat Enterprise Linux, 和CentOS的關(guān)系。
- Debian是包括Ubuntu在內(nèi)許多發(fā)行版的上游，而Ubuntu又是Linux Mint及其他發(fā)行版的上游。Debian在服務(wù)器和桌面電腦領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。Debian是一個(gè)純開(kāi)源計(jì)劃并著重在一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)上，穩(wěn)定性。它同時(shí)也提供了最大的和完整的軟件倉(cāng)庫(kù)給用戶。
Linux發(fā)行版分類
Linux發(fā)行版都是基于同一內(nèi)核，所以除了外觀和名字不一樣外，其他地方的區(qū)別不是很大，按用途大致分為桌面版和企業(yè)版：
- 桌面版：?
Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、openSUSE等。由于安裝了圖像界面，界面美觀、操作方便，比較適合新手，但相對(duì)于企業(yè)版來(lái)說(shuō)較消耗資源。 - 企業(yè)版：?
RHEL、CentOS、Debian、Ubuntu、openSUSE、SLES等。系統(tǒng)穩(wěn)定性好，資源消耗較小，滿足企業(yè)需求，但基本都是命令行界面，需要有一定的基礎(chǔ)才能上手操作。
按照維護(hù)方式分為兩類，一類是商業(yè)公司維護(hù)的發(fā)行版本，一類是社區(qū)組織維護(hù)的發(fā)行版本，前者以著名的Redhat(RHEL)為代表，后者以Debian為代表。
- 商業(yè)公司維護(hù)：?
RHEL、CentOS、SLES等 - 社區(qū)組織維護(hù)：?
Debian、Ubuntu等
Linux各發(fā)行版特點(diǎn)
各發(fā)行版的思想，如圖：
- Redhat，應(yīng)該稱為Redhat系列，包括RHEL(Redhat Enterprise Linux，也就是所謂的Redhat Advance Server，收費(fèi)版本)、Fedora Core(由原來(lái)的Redhat桌面版本發(fā)展而來(lái)，免費(fèi)版本)、CentOS(RHEL的社區(qū)克隆版本，免費(fèi))。Redhat應(yīng)該說(shuō)是在國(guó)內(nèi)使用人群最多 的Linux版本，甚至有人將Redhat等同于Linux，而有些老鳥更是只用這一個(gè)版本的Linux。所以這個(gè)版本的特點(diǎn)就是使用人群數(shù)量大，資料非 常多，言下之意就是如果你有什么不明白的地方，很容易找到人來(lái)問(wèn)，而且網(wǎng)上的一般Linux教程都是以Redhat為例來(lái)講解的。Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式，包分發(fā)方式是編譯好的二進(jìn)制文件。穩(wěn)定性方面RHEL和CentOS的穩(wěn)定性非常好，適合于服務(wù)器使用， 但是Fedora Core的穩(wěn)定性較差，最好只用于桌面應(yīng)用。
- Debian，或者稱Debian系列，包括Debian和Ubuntu等。Debian是社區(qū)類Linux的典范，是迄今為止最遵循GNU規(guī)范 的Linux系統(tǒng)。Debian最早由Ian Murdock于1993年創(chuàng)建，分為三個(gè)版本分支(branch)： stable, testing 和 unstable。其中，unstable為最新的測(cè)試版本，其中包括最新的軟件包，但是也有相對(duì)較多的bug，適合桌面用戶。testing的版本都經(jīng) 過(guò)unstable中的測(cè)試，相對(duì)較為穩(wěn)定，也支持了不少新技術(shù)(比如SMP等)。而stable一般只用于服務(wù)器，上面的軟件包大部分都比較過(guò)時(shí)，但是 穩(wěn)定和安全性都非常的高。Debian最具特色的是apt-get / dpkg包管理方式，其實(shí)Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式，但在二進(jìn)制文件發(fā)行方式中，APT應(yīng)該是最好的了。Debian的資料也很豐富，有很多支持的社區(qū)，有問(wèn)題求教也有地方可去:)?
Ubuntu嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能算一個(gè)獨(dú)立的發(fā)行版本，Ubuntu是基于Debian的unstable版本加強(qiáng)而來(lái)，可以這么說(shuō)，Ubuntu就是 一個(gè)擁有Debian所有的優(yōu)點(diǎn)，以及自己所加強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)的近乎完美的 Linux桌面系統(tǒng)。根據(jù)選擇的桌面系統(tǒng)不同，有三個(gè)版本可供選擇，基于Gnome的Ubuntu，基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的 Xubuntu。特點(diǎn)是界面非常友好，容易上手，對(duì)硬件的支持非常全面，是最適合做桌面系統(tǒng)的Linux發(fā)行版本。 - Gentoo，偉大的Gentoo是Linux世界最年輕的發(fā)行版本，正因?yàn)槟贻p，所以能吸取在她之前的所有發(fā)行版本的優(yōu)點(diǎn)，這也是Gentoo 被稱為最完美的Linux發(fā)行版本的原因之一。Gentoo最初由Daniel Robbins(FreeBSD的開(kāi)發(fā)者之一)創(chuàng)建，首個(gè)穩(wěn)定版本發(fā)布于2002年。由于開(kāi)發(fā)者對(duì)FreeBSD的熟識(shí)，所以Gentoo擁有媲美 FreeBSD的廣受美譽(yù)的ports系統(tǒng) ——Portage包管理系統(tǒng)。?
不同于APT和YUM等二進(jìn)制文件分發(fā)的包管理系統(tǒng)，Portage是基于源代碼分發(fā)的，必須編譯后才能運(yùn)行，對(duì)于大型軟 件而言比較慢，不過(guò)正因?yàn)樗熊浖际窃诒镜貦C(jī)器編譯的，在經(jīng)過(guò)各種定制的編譯參數(shù)優(yōu)化后，能將機(jī)器的硬件性能發(fā)揮到極致。Gentoo是所有Linux 發(fā)行版本里安裝最復(fù)雜的，但是又是安裝完成后最便于管理的版本，也是在相同硬件環(huán)境下運(yùn)行最快的版本。 - 最后，介紹一下FreeBSD，需要強(qiáng)調(diào)的是：FreeBSD并不是一個(gè)Linux系統(tǒng)!但FreeBSD與Linux的用戶群有相當(dāng)一部分是重合的，二者支持的硬件環(huán)境也比較一致，所采用的軟件也比較類似，所以可以將FreeBSD視為一個(gè)Linux版本來(lái)比較。?
FreeBSD擁有兩個(gè)分支： stable和current。顧名思義，stable是穩(wěn)定版，而 current則是添加了新技術(shù)的測(cè)試版。FreeBSD采用Ports包管理系統(tǒng)，與Gentoo類似，基于源代碼分發(fā)，必須在本地機(jī)器編后后才能運(yùn) 行，但是Ports系統(tǒng)沒(méi)有Portage系統(tǒng)使用簡(jiǎn)便，使用起來(lái)稍微復(fù)雜一些。FreeBSD的最大特點(diǎn)就是穩(wěn)定和高效，是作為服務(wù)器操作系統(tǒng)的最佳選 擇，但對(duì)硬件的支持沒(méi)有Linux完備，所以并不適合作為桌面系統(tǒng)。
3. Linux的哲學(xué)思想
1. 一切皆文件?
把幾乎所有資源統(tǒng)統(tǒng)抽象為文件形式，包括硬件設(shè)備，甚至通信接口等，便于統(tǒng)一管理和定義；?
對(duì)文件的操作有：open，read，write，close，delete，create?
2. 由眾多功能單一的程序組成?
一個(gè)程序只做一件事，并且做好，保證了Linux內(nèi)核的高效運(yùn)行；?
3. 組合小程序完成復(fù)雜任務(wù)?
通過(guò)連接多個(gè)簡(jiǎn)單的程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的功能；?
4. 盡量避免和用戶交互?
更貼近編程，易于以編程的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)；?
5. 使用文本文件保存配置信息?
修改配置信息只需要任意一款文本編輯器就可以進(jìn)行。