## 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 "