【第一阶段】第一周作业

1、描述计算机的组成及其功能

• 根据冯诺依曼计算机体系结构模型，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。如下图：

 

• 运算器主要由算术逻辑单元ALU和通用寄存器组成，主要用于完成算术运算和逻辑运算
• 控制器是整个计算机的控制中心，它的主要功能是周而复始的取指令、分析指令，在根据指令的功能向其它部件发出控制信号以执行指令
• 运算器和控制器合起来称为中央处理器（CPU）
• 冯诺依曼模型中的存储器主要指内部存储器（内存）。内存的特点是容量小、速度快、造价高，与CPU通过系统总线相连，CPU可以直接访问。
• 与内部存储器相对应的是外部存储器，如硬盘，U盘，光盘等等。外部存储器的特点是容量大、速度慢、造价低，CPU无法直接访问里面的数据。
• 输入设备用于将程序和数据输入到计算机的存储器中，通常输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、麦克风等。
• 输出设备通常用于将计算机存储器中的数据输出。常用的输出设备有显示器、音箱、打印机等。
• 输入设备和输出设备统称为输入/输出设备（I/O），输入/输出设备和外部存储器统称为外部设备。
• 所有的外部设备都无法和CPU直接通信，必须通过接口（Interface）中转后才能和CPU通信。独立显卡、独立网卡等是典型的计算机接口设备。
• 计算机大多数采用总线结构，系统总线将CPU、内存、各种接口设备连接起来。总线对外留有各种形式的插接口，将接口设备与CPU相连接。

 

2、按系列罗列Linux的发行版，并描述不同发行版之间的联系与区别。

由于Linux的内核源代码和大量的Linux应用程序都可以自由获得，很多公司或组织包装了属于自己的Linux发行版。目前共有100多种发行版，其中较为知名的有三大分支，分别是：Debian、Slackware、和RedHat。其中Slackware和RedHat都有商业公司的背后支持，而Debian则依靠社区的支持发展下来。另外，作为后起之秀的Gentoo和ArchLinux也具有大量的粉丝，具有很广阔的前景。

• Debian:现在唯一一个全社区版，无商业公司支持，使用难度复杂
• Slackware在欧洲流行
• RedHat在美洲和中国流行

Linux的三大主流分支都拥有一个最具代表性的商业服务器级的发行版，分别是：

• Debian分支中的Ubuntu Server，简称Ubuntu
• Slackware分支中的SUSE Linux Enterprise，简称SLES
• RedHat分支中的RedHat Enterprise Linux，简称RHEL

同时，Linux的三大主流分支还各自拥有一些著名的社区发布版本，比如：

• Debian分支中的mint Linux和knopix，其中knopix以安全性高著称
• Slackware分支中的openSUSE，以桌面华丽著称
• RedHat分支中的Fedora和CentOS

另外Gentoo、ArchLinux、国内的红旗Linux、麒麟Linux等都是比较著名的社区发布版本。

 

联系：Linux虽然发行版众多，但是实际上只有一个内核，发行版只是给这个内核封装了一些应用程序。而这些应用大部分都是来源于GNU社区，代码基本都一样，因此，各发行版之间差别不大。

区别：不同的发行版细节上有一些差别，按软件包管理系统的不同，分为基于RedHat的rmp包的管理系统和基于Ubuntu的DPKG包的管理系统。使用前者的发行版包括SLES、Fedora、openSUSE、CentOS、RHEL等，包文件以rpm为扩展名；使用后者的包括Ubuntu系列，Debian系列等，包文件以deb为扩展名。

 

3、描述Linux的哲学思想，并按照自己的理解对其进行解释性描述。

Linux的哲学思想：

1. 一切皆文件：把几乎所有的资源都抽象为文件形式。文件可以通过Linux的cat、grep等工具让使用者直接看懂，尤其硬件设备已文件形式保存，更方便使用者控制。
2. 由众多功能单一的程序组成：让每个程序就做好一件事，如果有新任务，就重新开始，不要往原程序中加入新的功能。众多功能简单的小程序组合起来完成复杂的任务。
3. 尽量避免跟用户交互：Linux上支持的脚本语言种类十分丰富，易学简单，易于使用者以脚本的方式自动完成众多功能。
4. 使用文本文件保存配置信息：通过文本处理工具可以完成系统配置。

 

4、说明Linux系统上命令的使用格式；详细介绍ifconfig、echo、tty、startx、export、pwd、history、shutdown、poweroff、reboot、hwclock、date命令的使用，并配合相应的示例来阐述。

1，Linux的命令使用格式：#COMMAND [OPTIONS][ ARGUMENTS]。其中，OPTIONS有两种表现形式：

• 短选项：-char，例如：-l –d，如果同一命令同时使用多个短选项，多数可以合并，例如：-ld。
• 长选项：-word，例如：-help。

2，命令详解

• ifconfig：是一个用来查看、配置、启用或禁用网络接口的工具
  •  -a：显示所有接口的信息

• • -s：显示摘要信息

•  echo：显示一行文本
  • -n：不进行换行

• •  -e：让转义字符“”生效

 

• • -E：让转义符“”不生效，此为默认值

• tty：查看当前的终端设备
  • 下图表示当前的终端设备为伪终端，编号为0

•  startx：在某一虚拟终端接口运行此命令，启动图形界面

• export：
  • 给变量赋值：export name=value

• • 查看所有环境变量

• pwd：打印当前工作目录

• history：用来显示曾执行过的命令，也可以跟选项来执行需要的命令

• • -d offset：删除指定命令历史。可以看到，在下面的截图中，上图中的第二个命令已经被删除

• • history #：显示最近的#条命令

• • -c：清空命令历史

• •   -r：从文件读取命令历史至历史列表中
  •    -w：把历史列表中的命令追加至历史文件中
  •    调用命令历史列表中的命令：
    • !#：再一次执行历史列表中的第#条命令
    • !!：再一次执行上一条命令
    • !STRING：再一次执行命令历史列表中最近一个以STRING开头的命令；
•  shutdown：关机或重启命令

• • -H：关机
  • -P：关机，默认选项
  • -r：重启计算机
  • -h：关机，除非指定--halt选项则为关机
  • -k：仅仅显示一个消息
  • -c：取消正在进行的关机操作
• power：关机命令

• • -f：限制关机，不与init system联系
  • -p：断电停机，无论前面的命令是poweroff, reboo, 还是halt
  • -w：不真正关机，仅仅写一条wtmp记录到/var/log/wtmp
• reboot：重启命令，用法与power相同。还有一个关机命令halt用法也是一样的。
• hwclock和date
  • date：查看或设定系统时间

• • hwclock：查看或设定硬件时间

• • hwclock -s：将系统时间设置成和硬件时间一样

• • hwclock -w：将硬件时间设置成和系统时间一样

5、如何在Linux系统上获取命令的帮助信息，请详细列出，并描述man文档的章节是如何划分的。

• 命令分内置命令和外部命令
  • 内置命令（builtin）：由shell程序的自带命令
  • 外部命令：独立的可执行程序文件，文件名即命令名
  • 使用type命令查看命令是否为内置命令。下面的截图中，ls是ls --color=auto的别名，是一个外部命令；而pwd则是一个内部命令

• 获取命令的使用帮助信息
  • 内置命令：help COMMAD

• • 外部命令：
    • 命令自带简要格式的使用帮助 COMMAND --help

• • • 使用手册：manual
      • 位置：/usr/share/man
      • 命令：man COMMAND

• • • 获取命令的在线文档：info COMMAND
    • 查看应用程序自带的帮助文档
      • 位置：/usr/share/doc/App-Version。App-Version表示软件或命令名称加版本号
    • Linux主流发行版的官方文档
    • 应用程序的官方文档
    • 利用google搜索引擎

• man文档的章节划分如下

章节	说明
man 1	提供给普通用户使用的可执行命令说明
man 2	系统调用、内核函数说明
man 3	C库调用
man 4	系统设备手册，包括设备文件和特殊文件
man 5	配置文件格式手册
man 6	游戏的使用手册
man 7	杂项
man 8	系统管理手册，这些工具只有根用户才能使用

可以使用whatis command查看一个命令在哪些章节下面有帮助文档。whatis的执行结果是查看数据库得到的，由于数据库内容不一定是最新的（比如新安装了一些文件），所以我们要手动更新数据库：makewhatis

如果一个命令在多个章节里都有内容，可以在man命令里指定要查看哪个章节，比如：man 5 passwd。

6、请罗列Linux发行版的基础目录名称命名法则及功用规定

Linux的文件系统的组织方式被称为Filesystem Hierarchy Standard（文件系统分层标准，简称FHS），即其采用层次式的树状目录结构。在此结构上最上层是/，然后在此根目录下是其他的目录和子目录。

目录名称	说明
/	Linux文件系统的最上层根目录，其他所有目录均是该目录的子目录
/bin	重要的可执行文件
/sbin	重要的系统管理可执行文件
/boot	引导加载器必须用到的各配置文件、内核等
/dev	设备文件目录
/etc	有关系统设置与管理的文件，只能为静态
/home	普通用户的家目录，一般每个普通用户的家目录默认为此目录下与用户名同名的子目录
/lib	重要的共享库和内核模块
/lib64	64位系统特有的存放64位共享库的路径
/media	可移动设备挂载点
/mnt	其他文件系统的临时挂载点
/opt	附加应用程序的安装位置
/srv	当前系统提供的用于服务器的数据
/tmp	用于存放临时文件的目录
/usr	全局共享只读数据路径，存放用户使用的系统命令和应用程序
/var	存储经常发生变化的数据的目录
/proc	基于内存的（临时的）虚拟文件系统，用于为内核及进程在运行时存储其相关信息
/sys	虚拟文件系统，提供了一种比/proc更为理想的访问内核数据的途径，其主要作用在于为管理Linux设备提供一种统一模型的接口
/root	根用户的主目录