计算机——初识Linux操作系统

前言

现在的人们无时无刻都会碰计算机，台式机、笔记本、平板乃至平时使用的智能手机等等，这些都属于计算机。虽然每天都解除这些，但是，你了解计算机的组件构造吗？计算机又是如何工作的呢？下面就来具体谈一谈谈什么是计算机。

一、计算机概论

1.1计算机的定义

所谓的电脑就是一种计算机，是现时代现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
计算机其实是：接收用户输入的命令与数据，经由中央处理器的算术与逻辑单元运算处理后，产生或存储成有用的信息。

1.3计算机电脑硬件的五大单元

电脑硬件五大单元

1. 输入单元
2. 输出单元
3. CPU内部控制单元
4. CPU内部运算逻辑单元
5. 内存
   

1.4 各个组件运行流程

• CPU=脑袋瓜子:每个人会做的事情都不一苒(微指令集的差异)，但主要都是透过脑袋瓜子来进行判断不控制身体各部分的活动
• 主存储器=脑袋中的记忆区块:在实际活动过程中，我们的脑袋瓜子能够将外界的互动暂时记录起来，提供CPU来进行判断
• 硬盘=脑袋中乩记忆区块:将重要的数据记录起来，以便未来将这些重要的经验再次的使用
• 主板=神经系统:好像人类的神经一样，将所有重要的组件连接起来，包括手脚的活动都是脑袋瓜子发布命令后，透过神经(主橱)传导给手脚来进行活动啊
• 各项接口设备=人体不外界沟通的手、脚、皮肤、眼睛等︰就好像手脚一般，是人体不外界互动的重要关键
• 显卡=脑袋中的影像∶将来自眼睛的刺激转成影响后在脑袋中呈现，所以显卡所产生的数据源也是CPU控制的
• 电源供应器(Power)=心脏:所有的组件要能运作得要有足够乩电力供给才行!这电力供给就好像心脏一样，如果心脏不够力，那么全身也就无法动弹的!心脏不稳定呢?那你的身体当然可能断断续续地不稳定

1.5 编程语言发展史

编程：二进制一>助记符(汇编器）一>A-0(编译器)一FORURAIN
三进制写程序,先纸止写伪代码,手工转二进制，很快就烦了
用“助记符”写代码(LOAD_A 14)为了把助记符转二进制，汇编器诞生(Assembler)
葛丽丝·霍普(Grace Hopper)-哈佛1号计算机首批程序员—海军军官
Gace设计了编程语言 A-0
Gace 1952年做了第一个编译器(Compiler),实现A-0
变量(Nariables)
FORURAN
GOBOL
新语言
1960年代:ALGOL,LISP,BASIC
1970年代: Pascal,C,Smalltalk
1980年代:C++ ,Objective-C,Perl
1990年代: Python,Ruby,Java

1.6 电脑上常用的计算单位

1.6.1 容量单位

• 电脑对于数据判断没有通电来记录信息,它只认识0/1，0/1这个二进制单位成为位(bit,亦称比特)1字节=8位

进位制	K	M	G	T	P
二进制	1024	1024K	1024M	1024G	1024T
十进制	1000	1000K	1000M	1000G	1000T

1.6.2 速度单位

• CPU的命令周期常使用MHZ或者GHZ之类的单位,这个HZ其实就“次数/秒”，而在网络传输方面，由于网络的单位是(bit)为单位，因此网络长使用的单位是Mbit/s是Mbits persecond,亦是每秒多少Mbit

1.7 CPU散热

• 风冷散热
• 液冷散热
  

1.8 主板上的接口

二、Linux概述

2.1 什么是Linux

• 计算机操作系统是管理计算机软硬件资源的一个平台，没有它,任何计算机都无法正常运行
• 市面上主流的操作系统有
  • Windows、Unix、Linux、MacOS X
    
• Linux于1991年由芬兰大学生开发，是一个类Unix开源版操作系统
• 特点如下
  • 强大的硬件支持
  • 安全性高、稳定性强(开源稳定漏洞少)
  • Linux使用范围广(应用服务、效率要比微软高)

2.2 Linux之前Unix的历史

• 早在Linux出现之前的二十年，就有一个相当稳定成熟的操作系统，那就是Linux的大哥UNIX
• 众所周知，Linux的内核是由林纳斯.托瓦兹在1991年编写的，大家都觉得这个内核小巧而强悍，所以有相当一部分的大牛就参与到它的研发领域

2.2.1 1969年: Ken Thompson的小型file server system

• 在认为Multics 计划不可能成功之后，贝尔研究室就退出该计划
• Ken Thompson(肯.汤姆逊)就是Multics计划其中一位!Thompson因为自己的需要，希望开发一个小小的操作系统，以提供自己的需求
• 在1969年八月份左右，经过四个星期的奋斗，他终于以组译语言(Assembler)写出了一个核心程序，同时包括一些核心工具程序，以及一个小小的档案系统。那个系统就是Unix的原型
• 当时Thompson将Multics 庞大的复杂系统简化了不少，于是同实验室的朋友都戏称这个系统为: Unics
• 档案系统有两个重要的概念，分别是:所有的程序或系统装置都是档案;不管建构编辑器还是附属档案，所写的程序只有一个目的，且要有效的完成目标

2.2.2 1973年: Unix的正式诞生，Ritchie 等人以C语言写出第一个正式 Unix核心

• 由于Thompson 写的那个操作系统实在太好用了，所以在贝尔实验室内部广为流传，并且数度经过改版。但是，比较重要的改版则发生在1973年。Unix本来是以组译语言写成的，后来因为系统移植与效能的需求，该系统被B语言所改写。不过，效能依旧不是很好。后来，Dennis Ritchie将B语言重新改写成C语言，C语言算是比较高阶的程序语言，可以在不同的机器上面运作，而 Ritchie 等人也同时将原本Thompson的那个操作系统重新以C语言改写，最后发行出Unix的正式版本
• 在这个时候需要特别注意的是，贝尔实验室是隶属于AT&T的，只是 AT&T当时忙于其它商业活动，所以对于Unix是采取比较开放的态度，此外，Unix在这个时期的发展者都是贝尔实验室的工程师，这些工程师对于程序当然相当有研究，所以，Unix在此时当然是不容易被一般人所接受的!此外，也需要特别强调，由于Unix是以较高阶的语言写的，相对于组译语言需要与硬件有密切的配合，高阶的C语言与硬件的相关性就没有这么大了!所以，这个改变也使得Unix很容易被移植到不同的机器上面

2.2.3 1979年:一个措手不及的版权宣告!

• 由于Unix的高度可移植性与强大的效能，加上当时并没有版权的纠纷，所以让很多商业公司开始了Unix操作系统的发展，例如AT&T自家的System V、IBM的AIX以及HP与DEC等公司
• 在1979年有了重大的转折～因为AT&T由于商业的考虑，以及在当时现实环境下的思考，于是将想Unix的版权收回去，因此，在AT&T在1979年发行的第七版Unix中，特别提到了『不可对学生提供原始码』的严格限制!同时，也造成Unix业界之间的紧张气氛，并且也引爆了很多的商业纠纷

2.2.4 1984年之一: x86架构的Minix诞生

• 关于1979年的版权声明中，影响最大的当然就是学校教Unix相关学问的教授了!想一想，如果没有核心原始码，那么如何教导学生认识Unix呢?这问题对于AndrewTanenbaum (谭宁邦)教授来说，实在是很伤脑筋的!不过，学校的课程还是得继续啊!那怎么办??既然1979年的Unix第七版可以在Intel的x86架构上面进行移植，那么是否意味着可以将Unix 改写并移植到x86上面了呢?在这个想法上，谭宁邦教授于是乎自己动手写了Minix这个Unix Like 的核心程序!在撰写的过程中，为了避免版权纠纷，谭宁邦完全不看Unix核心原始码!并且强调他的Minix必须能够与Unix兼容才行!谭宁邦在1984年开始撰写核心程序，到了1986 年终于完成，并于次年出版 Minix相关书籍，同时与新闻群组相结合

2.2.5 1984年之二:GNU 与FSF 计划的成立

• 1984年，史托曼开始GNU计划，这个计划的目的是想要:建立一个自由的开放的Unix操作系统。1985年，为了避免GNU所开发的自由软件被其它人所利用而成为专利软件，所以他与律师草拟了有名的通用公共许可证(General Public License,GPL)，并且称呼他为copyleft (相对于专利软件的copyright! )。关于GPL的相关内容我们在下一个小节继续谈论，在这里，必须要说明的是，由于有GNU所开发的几个重要软件，如:
  • Emacs
  • GNU c (GcC)
  • GNU C Library (glibc)
  • Bash shell

2.2.6 1988年:图形接口XFree86计划

• 有鉴于图形使用者接口(Graphical User Interface, GUI )的需求日益加重，在1984年由MIT与其它协力厂商首次发表了X Window System，并且更在1988年成立了非营利性质的XFree86这个组织。所谓的XFree86其实是X Window System +Free +x86的整合名称呢!而这个XFree86的GUI界面更在Linux的核心1.0版于1994年释出时，整合于Linux操作系统当中。
• Tips:
  • 为什么称图形使用者接口为X呢?因为由英文单字来看， Window的W接的就是X啦!意指Window的下一版就是了!需注意的是，x Window并不是X Windows

三、如何学习Linux

3.1 如何学习Linux

• 计算机概论与硬件相关知识
• 先从Linux的安装和命令学起
• Linux操作系统的基础技能
• 务必学会vi文本编辑器
• shell与Shell脚本学习
• 一定要会软件管理
• 网络基础的建立

3.2先从Linux的安装和命令学起

• 没有Linux怎么学习Linux呢?所以好好的安装起一套你需要的Linux吧!虽然说Linux有很多版本，不过基本上架构都是大同小异的，差别在于接口的友好度与软件的选择不同罢了!选择一套你喜欢的就好了。Linux有很多种类,包括Fedora,Ubuntu,Debian,RedHat,SuSE等
• 目前云计算使用的是CentOS操作系统
  
  

3.3 Linux操作系统的基础技能

• 这些包含了“使用者、群组的概念”、“权限的观念”，“程序的定义”等等，尤其是权限的概念，由于不同的权限设置会妨碍你的使用者的便利性，但是太过于便利又会导致入侵的可能!所以这里需要了解一下你的系统呦!目前云计算用是Centos操作系统
  

3.4 一定要会软件管理

因为玩Linux常常会面临得要自己安装驱动程序或者是安装额外软件的时候，尤其是嵌入式设备或者是学术研究单位等。这个时候Tarball/RPM/DPKG/YUM/APT等软件管理员的安装方式的了解，对你来说就重要到不行了!