鸟哥的linux私房菜学习笔记

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flag：从2019.8.27起每天（后面章节一天可能不够）看一章并记录，预计用时25天（9.20结束（真的是预计- -））。

一、 计算机概论

2019.8.27

1. 计算机硬件的五大单元

输入单元、 输出单元、CPU 内部的控制单元、算数逻辑单元与内存五大部分

上面图示中的“系统单元”其实指的就是电脑机箱内的主要元件，而重点在于 CPU 与内存。 特别要看的是实线部分的传输方向，基本上数据都是流经过内存再转出去的！ 至于数据会流进/流出内存则是 CPU 所发布的控制命令！而 CPU 实际要处理的数据则完全来自于内存 （不管是程序还是一般文件数据）！这是个很重要的概念喔！ 这也是为什么当你的内存不足时，系统的性能就很糟糕！也是为什么现在人们买智能手机时，对于可用内存的要求都很高的原因！

2. 个人电脑架构与相关设备元件

二、磁盘分区

2019.8.28

1. 磁盘分区

1.1 MBR（Master Boot Record）与GPT（GUID partition table）格式

• 一句话总结：MBR是把整个磁盘信息放在第1个512Byte扇区，GPT是把整个信息放在前34个和后33个逻辑区块位址。

早期磁盘第一个扇区里面含有的重要信息我们称为MBR （Master Boot Record） 格式，但是由于近年来磁盘的容量不断扩大，造成读写上的一些困扰， 甚至有些大于 2TB 以上的磁盘分区已经让某些操作系统无法存取。因此后来又多了一个新的磁盘分区格式，称为 GPT （GUID partition table）！ 这两种分区格式与限制不太相同啦！

• MSDOS （MBR） 分区表格式与限制

开机管理程序纪录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区， 这个扇区通常是 512Bytes 的大小 （旧的磁盘扇区都是 512Bytes 喔！），所以说，第一个扇区 512Bytes 会有这两个数据：

• 主要开机记录区（Master Boot Record, MBR）：可以安装开机管理程序的地方，有446Bytes

• 分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64 Bytes
  
  有 延伸分区：
  
  MBR 主要分区、延伸分区与逻辑分区的特性我们作个简单的定义啰：

  • 主要分区与延伸分区最多可以有四笔（硬盘的限制）；
  • 延伸分区最多只能有一个（操作系统的限制）；
  • 逻辑分区是由延伸分区持续切割出来的分区；
  • 能够被格式化后，作为数据存取的分区为主要分区与逻辑分区。延伸分区无法格式化；
  • 逻辑分区的数量依操作系统而不同，在Linux系统中SATA硬盘已经可以突破63个以上的分区限制；

• GUID partition table, GPT 磁盘分区表

与 MBR 仅使用第一个 512Bytes 区块来纪录不同， GPT 使用了 34 个 LBA 区块（逻辑区块位址（Logical Block Address, LBA））来纪录分区信息！同时与过去 MBR 仅有一的区块，被干掉就死光光的情况不同， GPT 除了前面 34 个LBA 之外，整个磁盘的最后 33 个 LBA 也拿来作为另一个备份！

GPT 分区已经没有所谓的主、延伸、逻辑分区的概念，既然每笔纪录都可以独立存在， 当然每个都可以视为是主分区！每一个分区都可以拿来格式化使用喔！

1.2 开机流程中的 BIOS 与 UEFI 开机检测程序

引入：问题是，你有没有发现，既然操作系统也是软件，那么我的计算机又是如何认识这个操作系统软件并且执行他的？ 明明开机时我的计算机还没有任何软件系统，那他要如何读取硬盘内的操作系统文件啊？嘿嘿！这就得要牵涉到计算机的开机程序了！ 下面就让我们来谈一谈这个开机程序吧！
基本上，目前的主机系统在载入硬件驱动方面的程序，主要有早期的 BIOS 与新的 UEFI 两种机制，我们分别来谈谈啰！

• BOIS搭配MBR/GPT的开机流程

BIOS则是一个写入到主板上的一个固件（再次说明， 固件就是写入到硬件上的一个软件程序）。这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！

简单的说，整个开机流程到操作系统之前的动作应该是这样的：

• BIOS：开机主动执行的固件，会认识第一个可开机的设备；
• MBR：第一个可开机设备的第一个扇区内的主要开机记录区块，内含开机管理程序；
• 开机管理程序（boot loader）：一支可读取核心文件来执行的软件；
• 核心文件：开始操作系统的功能…

多重开机（双系统）工作流程：

总结：

• 每个分区都拥有自己的开机扇区（boot sector）
• 图中的系统盘为第一及第二分区，
• 实际可开机的核心文件是放置到各分区内的！
• loader只会认识自己的系统盘内的可开机核心文件，以及其他loader而已；
• loader可直接指向或者是间接将管理权转交给另一个管理程序。

为什么人家常常说：“如果要安装多重开机， 最好先安装Windows再安装
Linux”呢？这是因为：

• Linux在安装的时候，你可以选择将开机管理程序安装在MBR或各别分区的开机扇区， 而且Linux的loader可以手动设置菜单（就是上图的M1, M2…），所以你可以在Linux的boot loader里面加入Windows开机的选项；

• Windows在安装的时候，他的安装程序会主动的覆盖掉MBR以及自己所在分区的开机扇区，你没有选择的机会， 而且他没有让我们自己选择菜单的功能。

• UEFI BIOS搭配GPT的开机流程

我们现在知道 GPT 可以提供到 64bit 的寻址，然后也能够使用较大的区块来处理开机管理程序。但是 BIOS 其实不懂 GPT 耶！还得要通过 GPT 提供相容模式才能够读写这个磁盘设备～而且 BIOS 仅为 16 位的程序，在与现阶段新的操作系统接轨方面有点弱掉了！ 为了解决这
个问题，因此就有了 UEFI （Unified Extensible Firmware Interface） 这个统一可延伸固件界面的产生。

UEFI 主要是想要取代 BIOS 这个固件界面，因此我们也称 UEFI 为 UEFI BIOS 就是了。UEFI 使用 C 程序语言，比起使用组合语言的传统 BIOS 要更容易开发！也因为使用 C 语言来撰写，因此如果开发者够厉害，甚至可以在 UEFI 开机阶段就让该系统了解 TCP/IP 而直接上网！ 根本不需要进入操作系统耶！这让小型系统的开发充满各式各样的可能性！

1.3 Linux安装模式下，磁盘分区的选择（极重要）

• 目录树结构
  
• 挂载
  
• 关于光驱数据的读取
  
• A：初次接触Linux：只要分区“ / ”及“swap”即可：

通常初次安装Linux系统的朋友们，我们都会建议他直接以一个最大的分区“ / ”来安装系统。 这样作有个好处，就是不怕分区错误造成无法安装的困境！例如/usr是Linux的可执行程序及相关的文件摆放的目录， 所以他的容量需求蛮大的，万一你分区了一块分区给/usr，但是却给的不够大，那么就伤脑筋了！ 因为会造成无法将数据完全写入的问题，就有可能会无法安装啦！因此如果你是初次安装的话， 那么可以仅分区成两个分区“ / 与 Swap ”即可。

• B：建议分区的方法：预留一个备用的剩余磁盘容量！

在想要学习Linux的朋友中，最麻烦的可能就是得要常常处理分区的问题，因为分区是系统管理员很重要的一个任务。 但如果你将整个硬盘的容量都用光了，那么你要如何练习分区呢？。所以鸟哥在后续的练习中也会这样做， 就是请你特别预留一块不分区的磁盘容量，作为后续练习时可以用来分区之用！

此外，预留的分区也可以拿来做为备份之用。因为我们在实际操作Linux系统的过程中， 可能会发现某些script或者是重要的文件很值得备份时，就可以使用这个剩余的容量分区出新的分区， 并使用来备份重要的配置文件或者是script。这有个最大的好处， 就是当我的Linux重新安装的时候，我的一些软件或工具程序马上就可以直接在硬盘当中找到！呵呵！重新安装比较便利啦。 为什么要重新安装？因为没有安装过Linux十次以上，不要说你学会了Linux了啦！慢慢体会这句话吧！

三/四、 安装linux的基本操作

3.1 线上求助

• date --help

基本上，如果是指令，那么通过这个简单的 --help 就可以很快速的取得你所需要的选项、参数的说明了！这很重要！我们说过，在 linux 下面你需要学习“任务达成”的方式， 不用硬背指令参数。不过常用的指令你还是得要记忆一下，而选项就通过 --help 来快速查询即可。

虽然 --help 已经相当好用，不过，通常 --help 用在协助你查询“你曾经用过的指令所具备的选项与参数”而已， 如果你要使用的是从来没有用过得指令，或者是你要查询的根本就不是指令，而是文件的“格式”时，那就得要通过 man page 啰！！

• man date

3.2 超简单文本编辑器：nano

五、 Linux 的文件权限与目录配置

5.1 使用者与群组

1. 文件拥有者

只有文件拥有者可以看和修改这个文件的内容。

2. 群组

群组下的成员可以看到群组的资源和群组下其他成员的资源，但成员也可以设置权限不让其他成员查看和修改。

3. 其他人

其他群组来说，可以理解为其他人。

• Linux 使用者身份与群组记录的文件

在我们Linux系统当中，默认的情况下，所有的系统上的帐号与一般身份使用者，还有那个root的相关信息， 都是记录在/etc/passwd这个文件内的。至于个人的密码则是记录
在/etc/shadow这个文件下。 此外，Linux所有的群组名称都纪录在/etc/group内！这三个文件可以说是Linux系统里面帐号、密码、群组信息的集中地啰！ 不要随便删除这三个文件啊！

5.2 Linux 文件权限概念

5.2.1 Linux文件属性

ls -al

要注意的是， 我们还是不建议你直接使用 root 登陆系统，建议使用 su - 这个指令来切换身份喔！离开 su - 则使用 exit 回到 dmtsai 的身份即可！

ls是“list”的意思，重点在显示文件的文件名与相关属性。而选项“-al”则表示列出所有的文件详细的权限与属性 （包含隐藏文件，就是文件名第一个字符为“ . ”的文件）。

• 第一栏代表这个文件的类型与权限（permission）
  
  
• 第二栏表示有多少文件名链接到此节点（i-node）：

每个文件都会将他的权限与属性记录到文件系统的i-node中，不过，我们使用的目录树却是使用文件名来记录， 因此每个文件名就会链接到一个i-node啰！这个属性记录的，就是有多少不同的文件名链接到相同的一个i-node号码去就是了。 关于i-node的相关数据我们会在第七章谈到文件系统时再加强介绍的。

• 第三栏表示这个文件（或目录）的“拥有者帐号”

• 第四栏表示这个文件的所属群组

• 第五栏为这个文件的容量大小，默认单位为Bytes

• 第六栏为这个文件的创建日期或者是最近的修改日期

如果想要显示完整的时间格式，可以利用ls的选项，亦即：“ls -l --full-time”就能够显示出完整的时间格式了！包括年、月、日、时间喔。 另外，如果你当初是以繁体中文安装你的Linux系统，那么日期字段将会以中文来显示。 可惜的是，中文并没有办法在纯文本的终端机模式中正确的显示，所以此栏会变成乱码。 那你就得要使用export LC_ALL=en_US.utf8来修改语系喔！

• 第七栏为这个文件的文件名

这个字段就是文件名了。比较特殊的是：如果文件名之前多一个“ . ”，则代表这个文件为“隐藏文件”，例如上表中的.config那一行，该文件就是隐藏文件。 你可以使用“ls”及“ls -a”这两个指令去感受一下什么是隐藏文件啰！

5.2.2 如何改变文件属性与权限

• chgrp ：改变文件所属群组

• chown ：改变文件拥有者

• chmod ：改变文件的权限, SUID, SGID, SBIT等等的特性

• 改变所属群组, chgrp

假设你已经知道在/etc/group里面已经存在一个名为users的群组， 但是testing这个群组名字就不存在/etc/group当中了，此时改变群组成为users与testing分别会有什么现象发生呢？

• 改变文件拥有者, chown

要注意的是， 使用者必须是已经存在系统中的帐号，也就是在/etc/passwd 这个文件中有纪录的使用者名称才能改变。

Tips 事实上，chown也可以使用“chown user.group file”，亦即在拥有者与群组间加上小数点“ . ”也行！ 不过很多朋友设置帐号时，喜欢在帐号当中加入小数点（例如vbird.tsai这样的帐号格式），这就会造成系统的误判了！ 所以我们比较建议使用冒号“:”来隔开拥有者与群组啦！此外，chown也能单纯的修改所属群组呢！ 例如“chown .sshd initial-setup-ks.cfg”就是修改群组～看到了吗？就是那个小数点的用途！

P.S.cp resouce-files destination-files 复制文件时，改变文件的群组和拥有者较为常见。

• 改变权限, chmod

文件权限的改变使用的是chmod这个指令，但是，权限的设置方法有两种， 分别可以使用数字或者是符号来进行权限的变更。我们就来谈一谈：

• 数字类型改变文件权限

> r:4 > w:2 > x:1
每种身份（owner/group/others）各自的三个权限（r/w/x）分数是需要累加的，例如当权限为： [-rwxrwx—] 分数则是：
> owner = rwx = 4+2+1 = 7 > group = rwx = 4+2+1 = 7 > others= — = 0+0+0 = 0
所以等一下我们设置权限的变更时，该文件的权限数字就是770啦！变更权限的指令
chmod的语法是这样的：

[root@study ~]# chmod [-R] xyz 文件或目录
选项与参数：
xyz : 就是刚刚提到的数字类型的权限属性，为 rwx 属性数值的相加。
-R : 进行递回（recursive）的持续变更，亦即连同次目录下的所有文件都会变更

举例来说，如果要将.bashrc这个文件所有的权限都设置启用，那么就下达：

[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rw-r--r--. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc
[root@study ~]# chmod 777 .bashrc
[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rwxrwxrwx. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc

• 符号类型改变文件权限

还有一个改变权限的方法呦！从之前的介绍中我们可以发现，基本上就九个权限分别是（1）user （2）group （3）others三种身份啦！那么我们就可以借由u, g, o来代表三种身份的权限！此外， a 则代表 all 亦即全部的身份！那么读写的权限就可以写成r, w, x。

| chmod | u g o a | +（加入） -（除去） =（设置） | r w x | 文件或目录 |

直接赋给权限：

[root@study ~]# chmod u=rwx,go=rx .bashrc
# 注意喔！那个 u=rwx,go=rx 是连在一起的，中间并没有任何空白字符！
[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rwxr-xr-x. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc

加上权限：

[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rwxr-xr-x. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc
[root@study ~]# chmod a+w .bashrc
[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rwxrwxrwx. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc

减去权限：

[root@study ~]# chmod a-x .bashrc
[root@study ~]# ls -al .bashrc
-rw-rw-rw-. 1 root root 176 Dec 29 2013 .bashrc
[root@study ~]# chmod 644 .bashrc # 测试完毕得要改回来喔！

5.2.3 目录与文件之权限意义

• 权限对文件的重要性
  • r （read）：可读取此一文件的实际内容，如读取文本文件的文字内容等；
  • w （write）：可以编辑、新增或者是修改该文件的内容（但不含删除该文件）；
  • x （eXecute）：该文件具有可以被系统执行的权限。

因为在Windows下面一个文件是否具有执行的能力是借由“ 扩展名 ”来判断的， 例如：.exe, .bat, .com 等等，但是在Linux下面，我们的文件是否能被执行，则是借由是否具有“x”这个权限来决定的！跟文件名是没有绝对的关系的！

至于最后一个w这个权限呢？当你对一个文件具有w权限时，你可以具有写入/编辑/新增/修改文件的内容的权限， 但并不具备有删除该文件本身的权限！对于文件的rwx来说， 主要都是针对“文件的内容”而言，与文件文件名的存在与否没有关系喔！因为文件记录的是实际的数据嘛！

• 权限对目录的重要性
  • r （read contents in directory）：
    表示具有读取目录结构清单的权限，所以当你具有读取（r）一个目录的权限时，表示你可以查询该目录下的文件名数据。 所以你就可以利用 ls 这个指令将该目录的内容列表显示出来！
  • w （modify contents of directory）：
    这个可写入的权限对目录来说，是很了不起的！ 因为他表示你具有异动该目录结构清单的权限，也就是下面这些权限：
    • 创建新的文件与目录；
    • 删除已经存在的文件与目录（不论该文件的权限为何！）
    • 将已存在的文件或目录进行更名；
    • 搬移该目录内的文件、目录位置。 总之，目录的w权限就与该目录下面的文件名异动有关就对了啦！
  • x （access directory）：
    咦！目录的执行权限有啥用途啊？目录只是记录文件名而已，总不能拿来执行吧？没错！目录不可以被执行，目录的x代表的是使用者能否进入该目录成为工作目录的用途！所谓的工作目录（work directory）就是你目前所在的目录啦！举例来说，当你登陆Linux时， 你所在的主文件夹就是你当下的工作目录。而变换目录的指令是“cd”（change directory）啰！
    
    

5.3 Linux目录配置

• 绝对路径与相对路径
• 绝对路径：由根目录（/）开始写起的文件名或目录名称， 例如 /home/dmtsai/.bashrc；
• 相对路径：相对于目前路径的文件名写法。 例如 ./home/dmtsai 或 …/…/home/dmtsai/ 等等。反正开头不是 / 就属于相对路径的写法；

六、 Linux 的文件与目录管理

6.1 目录与路径

• cd：变换目录
  
• pwd：显示目前的目录
  
• mkdir：创建一个新的目录
  
• rmdir：删除一个空的目录
  
• 关于可执行文件路径的变量： $PATH

1. 认知：
   
2. 将/root加入PATH当中

[root@study ~]# PATH="${PATH}:/root"

6.2 文件与目录管理

6.2.1 ls

6.2.2 cp, rm, mv

• cp （复制文件或目录）

• rm （移除文件或目录）

• mv （移动文件与目录，或更名）

更名方面：在Linux 才有的指令当中，有个 rename ， 可以用来更改大量文件的文件名，你可以利用 man rename 来查阅一下，也是挺有趣的指令喔！

6.2.3 取得路径的文件名称与目录名称

6.3 文件内容查阅

• cat 由第一行开始显示文件内容
• tac 从最后一行开始显示，可以看出 tac 是 cat 的倒着写！
• nl 显示的时候，顺道输出行号！
• more 一页一页的显示文件内容
• less 与 more 类似，但是比 more 更好的是，他可以往前翻页！
• head 只看头几行
• tail 只看尾巴几行
• od 以二进制的方式读取文件内容！

1. cat 由第一行开始显示文件内容
   
2. tac（反向列示）
   其实就是由最后一行到第一行反向在屏幕上显示出来。（与cat相反）
   
3. nl（添加行号打印）
   nl 可以将输出的文件内容自动的加上行号！其默认的结果与 cat -n 有点不太一样， nl 可以将行号做比较多的显示设计，包括位数与是否自动补齐 0 等等的功能呢。
   
4. more（一页一页翻动）
   
   
5. less（一页一页翻动）
   
   
6. head （取出前面几行）
   
7. tail （取出后面几行）
   
8. 修改文件时间或创建新文件： touch
   linux不同时间的含义：
   
   创建文件：
   
   修改时间：
   
   

6.4 文件与目录的默认权限与隐藏权限

6.4.1 文件默认权限：umask

6.4.2 文件隐藏属性

6.4.3 文件特殊权限： SUID, SGID, SBIT

6.4.4 观察文件类型：file

6.5 指令与文件的搜寻

6.5.1 指令文件名的搜寻

6.5.2 文件文件名的搜寻

• whereis
  
• locate / updatedb
  
• find

不过由于 find 在寻找数据的时后相当的操硬盘！所以没事情不要使用find 啦！有更棒的指令可以取代呦！那就是上面提到的 whereis 与 locate 啰！

七、 Linux 磁盘与文件系统管理

八、 文件与文件系统的压缩,打包与备份

九、 vim 程序编辑器

9.1 vi 与 vim

• vi的重要性
  • 所有的 Unix Like 系统都会内置 vi 文书编辑器，其他的文书编辑器则不一定会存在；
  • 很多个别软件的编辑接口都会主动调用 vi （例如未来会谈到的 crontab, visudo, edquota等指令）；
  • vim 具有程序编辑的能力，可以主动的以字体颜色辨别语法的正确性，方便程序设计；
  • 因为程序简单，编辑速度相当快速。

9.2 vi 的使用

9.2.1 简易执行范例

9.2.2 按键说明

第一部份：一般指令模式可用的按钮说明，光标移动、复制贴上、搜寻取代等


第二部份：一般指令模式切换到编辑模式的可用的按钮说明

第三部份：一般指令模式切换到命令行界面的可用按钮说明

9.3 vim 的额外功能

9.3.1 区块选择（Visual Block）

9.3.2 多文件编辑

9.3.3 多窗口功能

9.3.4 vim 的挑字补全功能

9.3.5 vim 环境设置与记录： ~/.vimrc, ~/.viminfo

9.3.6 vim 常用指令示意图

十、 认识与学习BASH

10.1 认识 BASH 这个 Shell

• 命令编修能力 （history）
• 命令与文件补全功能： （[tab] 按键的好处）
• 万用字符： （Wildcard）
  
• 查询指令是否为 Bash shell 的内置命令： type
• 指令的下达与快速编辑按钮
  

10.2 Shell 的变量功能