## 玩转Linux操作系统 ### 操作系统发展史 只有硬件没有软件的计算机系统被称之为“裸机”,我们很难用“裸机”来完成计算机日常的工作(如存储和运算),所以必须用特定的软件来控制硬件的工作。最靠近计算机硬件的软件是系统软件,其中最为重要的就是“操作系统”。“操作系统”是控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,合理的分配资源和调配任务,为系统用户和其他软件提供接口和环境的程序的集合。 #### 没有操作系统(手工操作) 在计算机诞生之初没有操作系统的年代,人们先把程序纸带(或卡片)装上计算机,然后启动输入机把程序和送入计算机,接着通过控制台开关启动程序运行。当程序执行完毕,打印机输出计算的结果,用户卸下并取走纸带(或卡片)。第二个用户上机,重复同样的步骤。在整个过程中用户独占机器,CPU等待手工操作,资源利用率极低。下图是IBM生产的书写Fortran程序的80栏打孔卡,当然这个已经是比较先进的打孔卡了。 ![](./res/ibm-col80-punched-card.png) #### 批处理系统 首先启动计算机上的一个监督程序,在监督程序的控制下,计算机能够自动的、成批的处理一个或多个用户的作业。完成一批作业后,监督程度又从输入机读取作业存入磁带机。按照上面的步骤重复处理任务。监督程序不停的处理各个作业,实现了作业的自动转接,减少了作业的建立时间和手工操作时间,提高了计算机资源的利用率。 批处理系统又可以分为单道批处理系统、多道批处理系统、联机批处理系统、脱机批处理系统。 #### 分时系统和实时系统 分时系统是把处理器的运行时间分成很短的时间片,按时间片轮流把处理机分配给各联机作业使用。 若某个作业在分配给它的时间片内不能完成其计算,则该作业暂时中断,把处理机让给另一作业使用,等待下一轮调度时再继续其运行。由于计算机速度很快,作业运行轮转得很快,给每个用户的感觉是他独占了一台计算机。而每个用户可以通过自己的终端向系统发出各种操作控制命令,在充分的人机交互情况下,完成作业的运行。为了解决分时系统不能及时响应用户指令的情况,又出现了能够在在严格的时间范围内完成事件处理,及时响应随机外部事件的实时系统。 #### 通用操作系统 1. 1960s:IBM的System/360系列的机器有了统一的操作系统OS/360。 2. 1965年:AT&T的贝尔实验室加入GE和MIT的合作计划开始开发MULTICS。 3. 1969年:Ken Tompson为了玩“Space Travel”游戏用汇编语言在PDP-7上开发了Unics。 ![](./res/pdp-7.png) 4. 1970年~1971年:Ken Tompson和Dennis Ritchie用B语言重写了Unics,并在Brian Kernighan的建议下将其更名为Unix。 ![](./res/ken-and-dennis-pdp-11.png) 5. 1972年~1973年:Dennis Ritchie发明了C语言来取代可移植性较差的B语言,并开启了用C语言重写Unix的工作。 6. 1974年:Unix推出了里程碑意义的第5版。 7. 1979年:从Unix第7版开始,AT&T发布新的使用条款,将Unix私有化。 8. 1987年:Andrew S. Tanenbaum教授为了能在课堂上教授学生操作系统运作的细节,决定在不使用任何AT&T的源代码前提下,自行开发与Unix兼容的操作系统,以避免版权上的争议并将其命名为Minix。 9. 1991年:Linus Torvalds就读于芬兰赫尔辛基大学期间,尝试在Minix上做一些开发工作,但因为Minix只是作为教学用途的功能并不强,为了方便在学校的主机的新闻组和邮件系统中读写和下载文件,Linus编写了磁盘驱动程序和文件系统,这些成为了Linux系统内核的雏形。 ![](./res/Ken-Thompson.png)Ken L. Thompson (ken) ![](./res/dennis-ritchie.png)Dennis M. Ritchie (DMR) ![](./res/andrew-tanenbaum.png)Andrew S. Tanenbaum (ast) ![](./res/linus-torvalds.png)Linus B. Torvalds 下图是Unix操作系统家族的图谱。 ![](./res/history-of-unix.png) ### Linux概述 Linux是一个通用操作系统。一个操作系统要负责任务调度、内存分配、处理外围设备I/O等操作。操作系统通常由内核(运行其他程序,管理像磁盘、打印机等硬件设备的核心程序)和系统程序(设备驱动、底层库、shell、服务程序等)两部分组成。 Linux内核是芬兰人Linus Torvalds开发的,于1991年9月发布。而Linux操作系统作为Internet时代的产物,它是由全世界许多开发者共同合作开发的,是一个自由的操作系统(注意自由和免费并不是同一个概念,想了解二者的差别可以[点击这里](https://www.debian.org/intro/free))。 ### Linux系统优点 1. 通用操作系统,不跟特定的硬件绑定。 2. 用C语言编写,有可移植性,有内核编程接口。 3. 支持多用户和多任务,支持安全的分层文件系统。 4. 大量的实用程序,完善的网络功能以及强大的支持文档。 5. 可靠的安全性和良好的稳定性,对开发者更友好。 ### Linux系统发行版本 1. [Redhat](https://www.redhat.com/en) 2. [Ubuntu](https://www.ubuntu.com/) 3. [CentOS](https://www.centos.org/) 4. [Fedora](https://getfedora.org/) 5. [Debian](https://www.debian.org/) 6. [openSUSE](https://www.opensuse.org/) ### 基础命令 Linux系统的命令通常都是如下所示的格式: ```Shell 命令名称 [命名参数] [命令对象] ``` 1. 获取登录信息 - **w** / **who** / **last**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# w 23:31:16 up 12:16, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05 USER TTY FROM LOGIN@ IDLE JCPU PCPU WHAT root pts/0 182.139.66.250 23:03 4.00s 0.02s 0.00s w jackfrue pts/1 182.139.66.250 23:26 3:56 0.00s 0.00s -bash [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who root pts/0 2018-04-12 23:03 (182.139.66.250) jackfrued pts/1 2018-04-12 23:26 (182.139.66.250) [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# who am i root pts/0 2018-04-12 23:03 (182.139.66.250) ``` 2. 查看自己使用的Shell - **ps**。 Shell也被称为“壳”,它是用户与内核交流的翻译官,简单的说就是人与计算机交互的接口。目前很多Linux系统默认的Shell都是bash(Bourne Again SHell),因为它可以使用Tab键进行命令补全、可以保存历史命令、可以方便的配置环境变量以及执行批处理操作等。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps PID TTY TIME CMD 3531 pts/0 00:00:00 bash 3553 pts/0 00:00:00 ps ``` 3. 查看命令的说明 - **whatis**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis ps ps (1) - report a snapshot of the current processes. [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whatis python python (1) - an interpreted, interactive, object-oriented programming language ``` 4. 查看命令的位置 - **which** / **whereis**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis ps ps: /usr/bin/ps /usr/share/man/man1/ps.1.gz [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# whereis python python: /usr/bin/python /usr/bin/python2.7 /usr/lib/python2.7 /usr/lib64/python2.7 /etc/python /usr/include/python2.7 /usr/share/man/man1/python.1.gz [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which ps /usr/bin/ps [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# which python /usr/bin/python ``` 5. 查看帮助文档 - **man** / **info** / **apropos**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ps --help Usage: ps [options] Try 'ps --help ' or 'ps --help ' for additional help text. For more details see ps(1). [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# man ps PS(1) User Commands PS(1) NAME ps - report a snapshot of the current processes. SYNOPSIS ps [options] DESCRIPTION ... [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# info ps ... ``` 6. 切换用户 - **su**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# su hellokitty [hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z root]$ ``` 7. 以管理员身份执行命令 - **sudo**。 ```Shell [jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ ls /root ls: cannot open directory /root: Permission denied [jackfrued@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ sudo ls /root [sudo] password for jackfrued: calendar.py code error.txt hehe hello.c index.html myconf result.txt ``` > **说明**:如果希望用户能够以管理员身份执行命令,用户必须被添加到sudoers名单中,该文件在 `/etc`目录下。 8. 登入登出相关 - **logout** / **exit** / **adduser** / **userdel** / **passwd** / **ssh**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# adduser hellokitty [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# passwd hellokitty Changing password for user jackfrued. New password: Retype new password: passwd: all authentication tokens updated successfully. [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ssh hellokitty@1.2.3.4 hellokitty@1.2.3.4's password: Last login: Thu Apr 12 23:05:32 2018 from 10.12.14.16 [hellokitty@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]$ logout Connection to 1.2.3.4 closed. [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# ``` 9. 查看系统和主机名 - **uname** / **hostname**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# uname Linux [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# hostname izwz97tbgo9lkabnat2lo8z [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# cat /etc/centos-release CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) ``` 10. 重启和关机 - **reboot** / **init 6** / **shutdown** / **init 0**。 11. 查看历史命令 - **history**。 ```Shell [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# history ... 452 ls 453 cd Python-3.6.5/ 454 clear 455 history [root@iZwz97tbgo9lkabnat2lo8Z ~]# !454 ``` > 说明:查看到历史命令之后,可以用`!历史命令编号`来重新执行该命令。 ### 实用程序 #### 文件和文件夹操作 1. 创建/删除目录 - **mkdir** / **rmdir**。 2. 创建/删除文件 - **touch** / **rm**。 - touch命令用于创建空白文件或修改文件时间。在Linux系统中一个文件有三种时间: - 更改内容的时间(mtime) - 更改权限的时间(ctime) - 最后访问时间(atime) 3. 切换和查看当前工作目录 - **cd** / **pwd**。 4. 查看目录内容 - **ls**。 5. 查看文件内容 - **cat** / **head** / **tail** / **more** / **less**。 6. 拷贝/移动文件 - **cp** / **mv**。 7. 查看文件及内容 - **find** / **grep**。 ```Shell [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find -name *.html ./index.html ./code/index.html [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -atime 7 -type f -print [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -size +2k [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# find . -type f -name "*.swp" -delete [root@izwz97tbgo9lkabnat2lo8z ~]# grep "