计算机基础和 Linux 基础
计算机硬件
计算机硬件系统由五大基本单元组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
操作系统（Operating System，OS）
操作系统是一种控制和管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机系统的内核与基石，并且提供给用户接口，用于在用户和计算机之间传递信息。
管理计算机资源例如：处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理
提供用户接口例如：命令行接口、图形用户接口、程序接口
操作系统启动流程
程序启动必须由操作系统来完成，但是操作系统本身也是一个程序，那么操作系统在开机时是如何启动的呢？
这里分为两种方式：
BIOS 启动
UEFI 启动
BIOS 启动
BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统）是一种固化在计算机主板上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机后自检程序和系统自启动程序。BIOS 会检查计算机硬件是否正常，然后将操作系统加载到内存中，最后将控制权交给操作系统，由操作系统来管理计算机硬件。
BIOS 启动的过程如下：
Power Up：计算机加电（其实就是通电开机）
加电自检（Power On Self Test，POST）：检查计算机硬件是否正常
加载引导程序（Boot Loader）：将操作系统加载到内存中
加载内核（Kernel）：将内核加载到内存中
初始化系统：初始化系统资源，例如：初始化内存、初始化进程、初始化文件系统、初始化网络等
用户登录：用户登录系统，开始使用计算机
UEFI 启动
UEFI（Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口）是一种固化在计算机主板上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、系统自启动程序。
UEFI 启动的过程如下：
Power Up：计算机加电（其实就是通电开机）
没有自检流程，直接加载引导程序（Boot Loader）
加载内核（Kernel）：将内核加载到内存中
初始化系统：初始化系统资源，例如：初始化内存、初始化进程、初始化文件系统、初始化网络等
用户登录：用户登录系统，开始使用计算机
Linux 基础
Linux 版本
Linux 版本分为两种：内核版本和发行版本
发行版本 = Linux 内核 + GNU 工具 + 应用程序软件
Linux 的发行版本有很多，例如 Debian 系列的 Debian、Ubuntu、Linux Mint 等，Redhat 系列的 Redhat、Fedora、CentOS 等，国产系列的龙芯、鲲鹏、飞腾等。
Linux 由来和 Linux 各发行版的详细描述，可以参考 Linux 版本详述
查看 Linux 版本
Linux 系统应用领域
IT 服务器（操作系统、虚拟化和云计算）
嵌入式和智能设备
个人办公桌面
学术研究和软件研发
Linux 基本组成
Linux 系统一般由 4 哥主要部分：
内核
Shell
文件系统
应用程序
内核
内核是硬件和软件之间的中间层，Linux 分为两个空间，用户空间和内核空间
内核是一个资源管理程序，包括进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络堆栈
内核提供一组面向系统的命令，用户可以通过这些命令来管理系统，命令的执行过程可能会从用户空间切换到内核空间，然后再切换回用户空间，
Linux 进程管理
进程是正在执行的一个程序或命令
进程有自己的地址空间，占用一定的系统资源
一个 CPU 核心同一时间只能执行一个进程，多个进程之间通过 CPU 时间片轮转的方式来实现多个进程之间的切换
进程由它的父进程创建，由它的进程 ID（PID）和它的父进程 ID（PPID）唯一标识
进程调度
系统中运行的程序远远大于 CPU 的核数，每一个程序至少有一个进程，但是一个 CPU 核同一时间只能执行一个进程，那 Linux 系统是如何实现同时运行这么多程序的，那就是靠进程调度，进程调度是指操作系统按某种策略或规则选择进程占用 CPU 的使用权，从而实现多个进程之间的切换。
进程调度的策略有很多，例如：先来先服务、短作业优先、时间片轮转、多级反馈队列等。
进程调度的原则：
一个 CPU 核同一时间只能运行一个进程
每个进程有近乎相等的执行时间
对于逻辑 CPU 而言进程调度使用轮询的方式进行，当轮询完成则回到第一个进程反复
进程执行消耗时间跟进程量成正比，进程量越多，进程执行消耗时间越长
进程状态
运行态（Running）：进程正在运行，占用 CPU
就绪态（Ready）：进程已经准备好，等待 CPU 调度
等待态（Waiting）：进程正在等待某个事件的发生，例如：等待 IO 完成、等待信号量、等待子进程结束等
僵尸态（Zombie）：进程已经结束，但是父进程还没有回收它的资源，此时进程处于僵尸态，僵尸态的进程不占用 CPU，但是会占用系统资源，僵尸态的进程需要父进程回收它的资源，否则会一直处于僵尸态
停止态（Stopped）：进程被暂停，不占用 CPU，也不占用系统资源，可以通过
kill -CONT命令恢复进程
Linux 文件系统
文件系统是负责管理持久化数据的子系统，负责把用户的文件存放到磁盘硬件中。
Linux 文件系统采用的是树形结构，树的最上层是根目录（/），根目录下面有很多子目录，子目录下面又有子目录，最底层的子目录没有子目录了，这些最底层的子目录就是文件，文件是文件系统的最小单位。
Linux 中一切皆文件
Linux 中有那么多的文件系统。如何实现对用户提供统一调用接口的？那就是虚拟文件系统（Virtual File System，VFS），虚拟文件系统是一个抽象层，它把不同的文件系统抽象成统一的接口，用户只需要调用虚拟文件系统的接口，虚拟文件系统会根据用户的调用，调用相应的文件系统。
Linux 用户管理
Linux 是一个多用户的操作系统，多用户的操作系统可以同时支持多个用户登录，每个用户都有自己的用户目录，用户之间的文件是隔离的，用户之间的进程也是隔离的。
Linux 用户分为两种：
系统用户（超级用户）：系统用户是系统内置的用户，系统用户的 UID 从 0 开始，UID 为 0 的用户是 root 用户，root 用户是系统管理员，root 用户可以管理系统的所有资源，root 用户可以创建普通用户
普通用户：普通用户是系统管理员创建的用户，普通用户的 UID 从 1 开始，普通用户只能管理自己的资源，普通用户不能创建用户
用户组
用户组是一组用户的集合，用户组可以让用户之间共享资源，用户组可以让用户之间共享文件，用户组可以让用户之间共享进程。
标准用户组：可以容纳多个用户
私有用户组：只有用户自己
文件权限
Linux 文件权限分为三种：
r：读权限
w：写权限
x：执行权限
Linux 文件权限用户维度分为三种：
文件所有者：文件的创建者
文件所属组：文件所有者所在的用户组
其他用户：除了文件所有者和文件所属组的其他用户
查看用户信息和文件权限相关操作
Linux 软件包
Linux 软件包是一种软件的分发方式，软件包是一个压缩文件，里面包含了软件的二进制文件、配置文件、依赖文件、安装脚本等。软件就是一个应用程序，可以是一个 GUI 应用程序、命令行工具等。
软件包管理工具分为两种：
底层工具：主要用来处理安装和删除软件包文件等任务：DPKG、RPM
DPKG：Debian Package，Debian 系列的软件包管理工具，例如：Debian、Ubuntu、Linux Mint 等
RPM：Redhat Package Manager，Redhat 系列的软件包管理工具，例如：Redhat、Fedora、CentOS 等
上层工具：主要用来处理数据的搜索任务和软件包的依赖解析：APT、YUM
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