3.1 Linux 前置知识-编程知识

1、硬件

我们知道，组成计算机的硬件主要有“主机”和“输入/输出设备”。

主机包括机箱、电源、主板、CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、内存、显卡、声卡、网卡、硬盘、光驱等。
输入/输出设备包括显示器、键盘、鼠标、音箱、摄像头、打印机和扫描仪等。

硬件介绍

电源保护：UPS(不间断电源，一般能维持 30 分钟-1 小时左右）、双电源（AB 双路）。
CPU：相当于人的大脑，常用品牌 Intel（XEON 志强，专门给服务器用的）、AMD。服务器里面的 CPU 的个数按路算（1 个 CPU 叫 1 路，2 个叫 2 路），注：服务器是几 U 与几路 CPU 没有关系。CPU 与核心的关系：（CPU 比如工厂，核心比如工人，而一个核心等于 2 个线程），早期的 CPU 只有一个核心，后来的新技术可以将多个核心封装在一个 CPU 芯片中，性能得到数倍的提升。
内存：是 CPU 和硬盘之间的缓冲设备，临时存储器，断电数据丢失
硬盘：永久存放数据的设备。也有缓存大小，如：7200 转/64M （64M 指缓存区大小）
阵列卡（RAID 卡）的好处：1.把所有硬盘的容量加在一起，2.数据更安全，3. 性能更好。是服务器的标配，连接到服务器的硬盘必须经过 RAID 卡。一般好点的RAID 卡配有电池，可以单独供电。
远程管理卡（iDRAC）：利用它可以完成远程的服务器管理工作如:服务器开关机、配置 BIOS、配置 Raid 卡，安装操作系统等操作。有独立，还有集成的。
程序、进程：程序，放在硬盘中的（静态执行的代码）；进程，运行起来的软件（动态执行的代码）

2、服务器

服务器也是一种计算机。服务器，也称伺服器，服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网络上用户提供信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名叫做 Server。

由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。所以服务器无论是在网络连接性能，还是在稳定性等其他各个方面都比 PC 机要高的多。

服务器的构成包括处理器、硬盘、内存，系统等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。服务器的特性：

高速度的 CPU 运算能力
长时间的可靠运行
强大的 I/O 外部数据吞吐能力
服务器通常具有更高的性能，效率，高可靠，高可用性，以及更好的扩展性

服务器的分类

按外形分类

- 塔式服务器
- 机架式服务器
- 刀片式服务器

3、开源协议

开源协议规定了你在使用开源软件时的权利和责任，也就是规定了你可以做什么，不可以做什么。

开源协议虽然不一定具备法律效力，但是当涉及软件版权纠纷时，开源协议也是非常重要的证据之一。

对于准备编写一款开源软件的开发人员，也非常建议先了解一下当前最热门的开源许可协议，选择一个合适的开源许可协议来最大限度保护自己的软件权益。

现今存在的开源协议很多，可以在（http://www.opensource.org/licenses/alphabetical ）详细查看。我们最常用到的开源协议有 6 种，GPL，LGPL，BSD，Apache，Mozilla，MIT。这些都是 OSI 批准的协议，也是绝大多数公司会用到的协议。

4、Linux 系统构成

Linux 系统一般有 4 个主要部分：内核、shell、文件系统和应用程序。“内核”、“shell”和“文件系统”一起形成了基本的操作系统结构，它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。

Linux 内核

Linux 内核是 linux 系统的核心组成，用于实现 CPU 和内存分配、进程调节、设备驱动等核心操作，以面向硬件为主（包围在硬件之上，控制系统程序与硬件之间打交道）

内核作用：内核是操作系统的核心，具有很多最基本功能，它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。

Linux 内核版本

Linux 内核版本有两种：稳定版和开发版，Linux 内核版本号由 3 组数字组成（x.yy.zz）：第一个组数字.第二组数字.第三组数字

Linux 内核的版本号命名是有一定规则的，版本号的格式通常为“主版本号.次版本号.修正号”。主版本号和次版本号标志着重要的功能变动，修正号表示较小的功能变更。

第一个组数字：目前发布的内核主版本。
第二个组数字：偶数表示稳定版本；奇数表示开发中版本。
第三个组数字：错误修补的次数。

以 2.6.22 版本为例，2 代表主版本号，6 代表次版本号，22 代表修正号

shell

shell 是系统的用户界面，包裹在内核之上，作用是提供人机交互界面，用户与内核之间打交道的功能，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行，是一个命令解释器。

文件系统

文件系统是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。Linux 系统能支持多种目前流行的文件系统，如 EXT2、EXT3、EXT4、XFS、FAT、FAT32、VFAT 和 ISO9660 等。

文件系统类型决定了向分区中存放、读取文件数据的方式和效率，在对分区进行格式化时需要选择所使用的文件系统类型。在 Windows 系统中，硬盘分区通常都是采用 FAT32 或 NTFS 文件系统，而在 Linux 系统中，硬盘分区则大都是采用 EXT4、XFS 文件系统。

EXT4：第 4 代扩展文件系统，是 RHEL6 中默认使用的文件系统类型，属于典型的日志型文件系统。其特点是保持有磁盘存取记录的日志数据，便于恢复，性能和稳定性更加出色。
SWAP：除了 EXT4 文件系统之外，Linux 中还有一个比较特殊的 SWAP 类型的文件系统，swap 文件系统是专门给交换分区使用的。交换分区类似于 Windows 系统中的虚拟内存，能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题。不同的是，在Windows系统中是采用一个名为 pagefile.sys 的系统文件作为虚拟内存使用，而在 Linux 系统中则是划分了一个单独的分区作为虚拟内存，这个分区就被称为交换分区。交换分区的大小通常设置为主机物理内存的 2 倍，如主机的物理内存大小为 1GB，则交换分区大小设置为 2GB 即可。
XFS：RHEL7/CENTOS7 中默认使用文件系统，并不是说原有的 EXT 文件系统不再使用，RHEL 7 仍然是支持 ext4 的，而是面对未来爆炸式增长的数据量，ext 文件系统已经显得原来越力不从心。XFS 文件系统完全为大数据而生，单个文件系统最大可以支持到 8EB 大小，单个文件的大小最大可达到 16T，并且提供了丰富的日志系统，是应对大数据存储的强大的文件系统。XFS 是扩展性高、高性能的文件系统。

应用程序

构成 Linux 系统的应用程序大部分来自 GNU 项目或其他组织的开源软件，例如：

- 顶顶有名的 C 语言编译工具 GCC
- 命令解析器程序 bash
- 网站服务程序 httpd等，

因此 Linux 操作系统最确切的含义为 "GNU/Linux 操作系统" GNU 的名称来源于 "GNU is Not UNIX" 的缩写（自由软件的通用许可协议）。其目标是编写大量兼容于 UNIX 操作系统的可自由传播、使用的软件，来替换 UNIX 系统的各种商业软件。

5、Linux 目录结构

/：根目录，一般根目录下只存放目录，不要存放文件。
/usr：存放应用程序目录，如命令、帮助文档等。安装 Linux 软件包时默认安装到/usr/local 目录下。

- /usr/bin：系统用户使用的应用程序。
- /usr/sbin：超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序。
- /usr/src：内核源代码默认的放置目录。
- /usr/local：这个目录一般是用来存放用户自编译安装软件的存放目录。

/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。

/sbin->/usr/sbin：存放超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序。普通用户无权限执行这个目录下的命令。这个目录和/usr/sbin 或/usr/local/sbin 目录是相似的；

/boot：存放 Linux 启动时内核文件及引导系统程序（grub 系统引导管理器）所需要的核心文件。

/dev：存放 Linux 系统下的设备文件。访问该目录下的某个文件相当于访问某个硬件设备。

/etc：一般存放系统的配置文件，作为一些软件启动时默认配置文件读取的目录，如/etc/fstab 存放系统分区信息
/proc：操作系统运行时，进程信息及内核信息（比如 cpu、硬盘分区、内存信息等）存放在这里。这个目录是一个虚拟的目录，它是系统内存的映射。这个目录的内容不在硬盘上而是在内存里，我们也可以直接修改里面的某些文件，
/sys：存放一些内核文件，与/proc 类似，是一个虚拟的文件系统，主要记录与系统内核相关的信息，如系统当前已经载入的模块信息等。这个目录实际不占磁盘容量。

/home：系统默认的普通用户的主目录（家目录的上一层目录）。

/root：系统管理员 root 的家目录。

/lib->/usr/lib：存放着系统最基本的动态链接共享库，其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。程序在执行过程中，需要调用一些额外的参数时需要动态连接库的协助。

/lib64->/usr/lib64：库文件（64 位）
/mnt：用于存放挂载储存设备的挂载目录
/media：有些 linux 的发行版使用这个目录来挂载那些 usb 接口的移动硬盘(包括 U 盘)、CD/DVD 驱动器等等

/opt：这是给主机额外安装软件所存放的目录，有些软件包也会被安装在这里，也就是自定义软包，我们自己编译的软件包，就可以安装在这个目录中；通过源码包安装的软件，可以通过 ./configure --prefix=/opt/目录。安装到/opt 目录下的程序，它所有的数据、库文件等等都是放在同个目录下面。直接删除程序不影响系统设置。

/run：一些进程产生的临时文件，重启会消失
/srv：空目录，存放一些服务产生的文件。如 www 服务需要访问的网页数据存放在/srv/www 内。

/tmp：临时文件目录，任何人都可以访问。系统软件或用户运行程序如 MySQL 时产生的临时文件存放到这里，此目录数据需要定期清除。重要数据不可放置在此目录下，此目录空间不宜过小。

/var：这个目录的内容经常变动的，/var/log 用于存放系统日志，/var/lib 存放系统库文件等。

6、Linux 命令

Linux 命令的执行必须依赖于 shell 命令解释器，shell 实际上是在 linux 操作系统中运行的一种特殊程序，它位于操作系统内核与用户之间，负责接收用户输入的命令并进行解释，将需要执行的操作传递给系统内核执行。

shell 在用户和内核之间充当了“翻译官”的角色。当用户登录到 linux 系统时，会自动加载一个 shell 程序，以便给用户提供可以输入命令的操作系统。

Bash 是 linux 操作系统中默认使用的 shell 程序，文件位于/bin/bash，根据 linux 命令与 shell 程序的关系，linux 命令一般分为以下两种类型。

内部命令

是指集成于 shell 解释器程序（如 bash）内部的一些特殊指令，也称为内建（built-in）指令，内部指令属于 shell 的一部分，所以没有单独对应的系统文件，只要 shell 解释器被运行，内部指令也就自动载入内存了，用户可以直接使用，内部指令无须从硬盘中读取文件，因此执行效率较高。

外部命令

是指 linux 操作系统中能够完成特定功能的脚本文件或二进制程序，每个外部命令对应系统中的一个文件，是属于 shell 解释器程序之外的命令，所以称为外部命令。Linux操作系统必须知道外部命令对应的文件位置，才能够有shell加载并执行。

Linux 操作系统默认会将存放外部命令、程序的目录（如/bin、/usr/bin、/usr/local/bin 等）添加到用户的“搜索路径”中，当使用位于这些目录中的外部命令时，用户不需要指定具体的位置。

# 查看命令所在的位置
type 命令type cd					cd is a shell builtintype cat				cat is /usr/bin/cat

7、Linux 命令行的格式

[root@cong11 ~]#

[]		提示符的分隔符号，没有特殊含义。
root	当前的登录用户，现在使用的是 root 用户登录。
@		分隔符号，没有特殊含义。
cong11	当前系统的主机名。
~		代表用户当前所在的目录。
#		命令提示符，Linux 用这个符号标识登录的用户权限等级。#: 超级用户，$: 普通用户

命令的基本格式：命令字 [选项] [操作]

选项：又分为短格式选项（-a）和长格式选项（--all）。短格式选项是英文的简写，用一个减号调用, 而长格式选项是英文完整单词，一般用两个减号调用
参数：参数是命令的操作对象，一般文件、目录、用户和进程等可以作为参数被命令操作。

8、Linux 常用快捷键

Ctrl + c 强制终止当前命令
Ctrl + l 清屏，等价 clear 命令
Ctrl + a 光标移动到行首
Ctrl + e 光标移动到行末
Ctrl + u 快速删除当前光标处之前的所有字符内容
Ctrl + k 快速删除从当前光标处到行尾的所有字符内容
Ctrl + r 在历史命令中搜索, history 查看历史命令
Tab 键：可以将输入的不完整命令或文件、目录名自动补齐
反斜杠”\”：如果输入的一行内容太长，终端会自动换行。有时候为了显示美观及方便查看，也可以插入”\”强制换行，在下一行出现的”>”提示符后可以继续输入内容，作为上一行命令的延续。