学习笔记——鸟哥的Linux私房菜基础篇（一）
本文基于鸟哥Linux私房菜基础版第四版学习记录。
第零章 计算器概论
1、计算器：能接受用户输入命令与数据，经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或存储成有用的信息。组成部分：输入设备、输出设备、CPU内部的控制单元和算数逻辑单元、主存储器。
2、CPU架构分为简单指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）
（1）RISC（Reduced Instruction Set Computer）：这种CPU中，微指令集比较精简，时间段、动动单纯，指令集执行效果较佳；若做复杂事情，由多个指令集完成。常见RISC指令集电脑有：Oracle的SPARC系列、IBM的PowerPC、ARM CPU系列等。
（2）CISC（Complex Instruction Set Computer）：这种CPU中，微指令集可以执行一些低阶的硬件操作，指令数多且复杂，每条指令长度不一样，执行花费时间也较长。常见的CISC指令集CPU有：AMD、Intel、VIA等x86架构的CPU。
PS：1）x86由来因Intel研发CPU代号为8086，后续系列80286、80386...，因此这类CPU统称为x86;
2）x86、x86_64分别代表32位和64位，32位电脑一次可以读入32个字节；
3）新的x86 CPU，增加了很多先进的指令集，这些指令集有不同的作用，如加速多媒体指令集、虚拟化指令集、省电功能、64/32位兼容技术等。
3、 计算机分类：超级计算机（国防军事、太空、气象预测）、大型计算机（全国性证券交易、大型企业主机）、迷你计算机（科研、工程分析）、工作站（特殊用途计算机、弱与迷你计算机，相比于个人电脑强调稳定不宕机）、微电脑（个人计算机）。
4、下载速度换算，1byte=8bit，大家日常说的带宽如20M是20Mbits per second，换算成文件传输 2.5Mbyte/s。
硬盘单位换算：500G硬盘 500*1000*1000*1000Byte，转换成文件使用二进制（1024为底），就变成466G。物理硬盘最小物理量为512Byte，成为一个扇区（sector），通常硬盘容量是按多少个扇区来算的，所以才会采用十进制计算。
5、BIOS（Basic Input Output System）是一套程序，这套程序写死在主板上内存芯片上（只读存储器，Read Only Memory），没有通电时也能够把数据记录下来。BIOS非常重要，系统开机时候会首先去读取它。
6、操作系统：操作系统也是一堆应用程序，管理计算机的所有活动以及驱动中的硬件。
操作系统至少包含如下核心功能：
1）系统呼叫接口（System call interface）:方便开发者与核心进行沟通，提供接口供开发者使用
2）程序管理（Process control）：CPU支持多任务运算，核心必须能控制这些工作，有效分配CPU资源，安排程序工作顺序
3）内存管理（Memory managerment）：内存非常重要，所有代码与数据必须先进入内存中，才能供CPU使用
4）文件管理系统（Filesystem managerment）：输入输出，文件格式等，如果不支持某个文件系统，那么你将无法使用
5）装置驱动（Device drivers）：是硬件管理的核心之一，没有驱动程序，核心就无法让硬件工作。
第一章 Linux是什么与如何学习
1、Linux与Unix历史
（1）现代操作系统雏形：1969年以前，电脑主要用于军事、高科技，一般人难以接触，而且架构设计难用、接口复杂、周期长；程序设计者通过读卡纸上面打印，输入主机进行计算；后来操作系统有所改良，可以键盘输入，但是毕竟主机只有一部，大家还是要等待；1960年代初，麻省理工发明了兼容分时系统（Compatible Time-Sharing System），它可以通过多个终端（terminal）来进入主机，来利用主机资源进行计算。这种兼容分时系统可以成为现代操作系统的鼻祖，在当时属于划时代的技术！
（2）Multics计划失败：兼容分时系统可以运行不到30个终端，1965年以前后，由贝尔实验（Bell）、麻省理工（MIT）、通用电气（GE）共同发起Multics计划——目标让大型主机可以提供300个以上终端。1969年以后该计划落后，资金短缺，Bell实验室退出该计划；原本参与Multics计划的人从中获取一些电子，Ken Thompson是其中一位。
（3）简化版Unics诞生：Thompson有一台PDP-7主机，他希望针对这部主机开发一个操作系统核心程序；非常巧合的1969年八月份，趁着Thompson的妻儿去美国西部弹琴，他用一个月的时间用汇编语言编写了核心程序，以及一个小小的文件系统，这个系统就是Unix的原型；他对Multics庞大的复杂系统做了不少简化，于是同事们戏称他这个系统为——Unics。Thompson的系统有两个重要的概念：一所有程序、系统装置都是文件；二不管构建编辑器还是附属文件，所有文件只有一个目的，且要有效完成目标；这些概念对后来的Linux发展有着重要的影响。
（4）Unics的发展（C语言重写）：因为Thompson的系统太好用，在贝尔实验室内部广为流传；因为汇编语言无法跨平台，后来Thompson与Ritchie合作以B高阶语言重写，但是B语言编译核心效果不好，后来Dennis Ritchie将B语言重新改写成C语言，再以C语言重写Unics，至此最后正式发行Unix版本。贝尔实验室属于AT&T，它忙于商业活动，对Unix不支持不排斥，Unix当时并不被一般人所接受，但是是学术研究者的福音。因为是C语言与硬件性相关不大，因为Unix很容易移植。
（5）Unix各个版本的发展：1977年，伯克利大学的Bill Joy在Unix的源码基础上改成适合自己机器的版本，这个版本命名为Berkeley Software Distribution（BSD），它是Unix的一个很重要的分支；Bill Joy后来Sun公司的创办者；后来安装在x86上的FreeBSD即是从BSD改版而来；由于AT&T的开发态度，很多商业公司开发了自家的Unix版本，如AT&T自家的System V，IBM的 AIX等。因为当时内业协议的概念，自家的操作系统虽然核心架构虽然大同小异，但是核心（Kernel）必须与硬件结合，因此各家操作系统，只能在自家的硬件上运行。1979年System V第七个版本以后有所改善，另一大特色支持x86个人计算机。
（6）开源Minix诞生：AT&T处于商业考虑，打算收回Unix版权，特别在第七版中提到“不可对学生提供源码”的限制；Andrew Tanenbaum教授为了教授学生认识Unix，完全不看Unix核心源码（为了避免版本）的基础上，在1984年编写了Minix这个Unix Like的核心程序，他完全兼容Unix，1986年完成；作为老师主要用于教学，所以对Minix点到为止，只提供源码，没有商业运作。
（7）GNU计划发展：Richard Stallman1984年发起GUN（GNU is Not Unix的缩写）计划，目标建立一个自由、开发的Unix操作系统（Free Unix）；由于开发操作系统难度太大，Stallman就先着手开发Unix能运行的软件，并开源免费；当时的软件都需要编译，他决定开发一个C语言编译程序GNU C Compiler（gcc），当时C语言版本多，但是都是专利，如果他写的C编译器足够优秀可以让GNU计划出现在大众面前；刚开始并不顺利，他就将原来开发的Emacs程序编辑器移植到Unix上，可以检验语法错误，当时来说太棒了；后来成立了自由软件基金会（FSF，Free Software Foundation）；最终完成了GCC，同时还撰写了很多函数库（GUN C library），以及后来被操作系统使用的基本接口BASH shell，这些豆子1990年左右完成。
GNU发展的几个重要软件：Emacs、GNU C(GCC)、GNU C Library（glibc）、Bash shell；很多开发者利用这些工具壮大了自由软件；但是GNU最初的建立一个自由的Unix操作系统的构想并没有实现。
（8）Linux正式诞生：1991年，芬兰大学生Linus Torvalds 在BBS发帖，宣称他以bash、gcc、等GNU软件的工具写了一个小的核心程序，该核心程序是个玩具，不像GUN那么专业，不过核心程序可以在Intel的386极其上面运行；从此开始了Linux的不平凡之路。
2、Torvalds 的Linux发展
（1）Torvalds进入赫尔辛基大学，有机会接触到只有16个终端的Unix操作系统，他在思考为何不着急搞一部Unix来玩；后来他知道有一个类似Unix的系统，并且与Unix兼容，可以泡在Intel 386机器上，这就是Tanenbaum的Minix，他还可以获取到Minix的源码；幸运的是他有机会贷款买了一部Intel的386来玩，由于以往接触的Unix都是多任务操作，因此他对386硬件也进行了测试，得到的结果是支持多任务操作。
（2）在Minix上Torvalds发现虽然它很棒，但是创造者教授却不愿意增强功能，因此他决定自己改写核心程序；这时候他需要能够进行工作的环境，以及可以将源码编译成可执行文件的编译程序；这时候GNU假话提供的bash工作环境以及gcc编译程序等起作用了，让Torvalds可以专心撰写核心程序；Torvalds让GNU的自由软件核心程序与386紧紧结合在一起；他的这个小小的操作放在BBS上，他只是觉得好玩，另外他希望别人给更多的建议和回馈来发展这个操作系统；因为当时他防止核心的那个FTP网站目录为：Linux，所以大家便称这个核心为Linux；此时的Linux就是那个kernel。
（3）为了让自己的Linux能兼容Unix，他参考标准的POSIX规范对Linux进行改造，这使Linux与Unix可以共享软件；大量的志愿开发者加入到项目中来，大家组成一个不见面的虚拟团队，一起来帮助Torvalds改善Linux。
（4）早期的Linux由Torvalds针对386写的，跟386硬件有很大相关性，所以早期Linux不具备移植性；因为开源，可以修改代码去适应环境，1994年以后Linux被开发到很多硬件上面去了，除了支持x86，还支持IBM、HP等公司的硬件，以及后来的小型单反计算机、基于ARM架构的智能手机（Android）、平板灯，都是Linux的核心。
3、Linux的版本号，Torvalds根据核心的发展分类两大类不同核心编号：一发展中版本（development）主、次版本为奇数，这种版本是为了测试与发展新功能；新的功能会增加到这种版本中；测试没有问题后放入下一个稳定版本中；二是稳定版（stable）主、次版本为偶数，核心功能成熟后加入此版本，一般家庭、企业版本用稳定的Linux平台。
4、区分Linux版本与Linux distribution版本，前者2015年核心（kernel）只到4.0，后者发行版一般指第三方开发的Linux操作系统；如CentOS 7.x，Ubuntu 14.x等，是第三方开发商自己命名的Linux的版本号。
5、Linux的出现让GUN计划有了自己自己的核心程序，GNU软件不必只能跑在Unix上了；Linux用了很多GNU软件，因此Stallman认为Linux全名应该叫——GNU/Linux；后续很多自由软件都以Linux为开发测试平台。
6、虽然Torvalds负责开发的Linux备Kernel与Kernel提供的功能，以及上边运行的各种软件，已经是一个相当完整的操作系统了；不过这种操作系统很难，早期由黑客工程师维护，没有考虑一般使用者的能力；后来很多商业公司将Linux kernel（含tools）与各种软件整合起来，再加上自己具有创意的工具程序，并形成用户可以直接安装的Linux系统；这个“Kernel+Software+Tools+可完全安装的程序”，我们称之为Linux distribution，中文翻译Linux发布商套件。
7、为了让Linux distribution差异不至于太大，这些开发商依据Linux Standard Base规范来开发，以及目录架构的File system Hierarchy Standard标准规范，因此大家其实差异不大.
8、Linux distribution 主要分为两大类，一种以RPM方式安装软件的系统，包括Red Hat、Fedora、SUSE、CentOS等；一种是使用Debian的dpkg方式安装软件的系统，包括Debian、Ubuntu、B2D等。另外按性质分为社群版（Fedora、Ubuntu、OpenSUSE，建议这些可以作为个人桌面计算机）；商业版（Red Hat、SUSE，这些用在服务器上）；社区版会加入新的功能，会有一些bug，商业版则是听过一段时间测试磨合，才将稳定版软件放进去。CentOS是抓RHEL的源码来重新编写的Linux distribution，所以号称兼容REHL。
9、Linux的应用角色
（1）企业环境应用：网络服务器、关键人物（数据库、重要软件等）、学术机构高效运算任务
（2）个人环境应用：桌面计算机、手持系统（PAD、手机）、嵌入式系统
PS：硬件系统顺利运行需要合适的操作系统来控制，而这类操作系统直接嵌入产品中，理论上你应该不会动刀这个操作系统，所以就称为嵌入式操作系统。如家电产品、数码相机、路由器、交换机等，一般你绝对不会动到内部的操作系统。
（3）云端应用：云应用，如阿里云
（4）端设备：简易的电脑，不承担复杂计算，安装的Linux连接云端
10、Linux学习建议：如果只是会用用Linux，可以采用带X window的Linux，否则建议学习命令的方式；X window只是一个应用程序，Linux命令行才是Linux的本质与内核；X window在服务器和嵌入设备上不是必须的，而且会吃掉一部分内存；对于远程服务命令模式更方便，只需要Linux账号和密码即可使用、维护。
11、学习建议——获取成就感和兴趣，去折腾去玩，在BBS上帮助别人、教会别人、解决别人的问题，参与讨论等。