Linux学习之计算机基础入门和常见Linux发行版介绍
Linux理论基础
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- Linux理论基础
- 1.计算机的组成及其功能
- (1)CPU(控制器和运算器)
- (2)存储器
- (3)输入设备
- (4)输出设备
- 2.Linux常见发行版,及不同发行版之间的联系与区别
- Linux内核和Linux发行版的关系
- Linux常见发行版
- Linux发行版之间的关系
- Linux发行版分类
- linux各发行版特点
- 3.Linux的哲学思想
- 1.计算机的组成及其功能
- Linux理论基础
1.计算机的组成及其功能</h3
冯.诺伊曼体系中,计算机有五大基本部件:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
实际应用中,计算机包括CPU(控制器和运算器)、存储器(Memory内存和Disk外存)、Input输入设备、Output输出设备。
(1)CPU(控制器和运算器)</h4
CPU由运算器、控制器、寄存器、缓存、指令集组成。
a、运算器是实现算术运算和逻辑运算的部件:
主要由算术逻辑部件(ALU:ArithmeticandLogicUnit)、寄存器组和状态寄存器组成:
ALU主要完成对二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作;
通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果;
状态寄存器在不同的机器中有不同的规定,程序中,状态位通常作为转移指令的判断条件。
b、控制器是计算机的指挥系统,通过地址来访问存储器(内存),从存储器中取出指令,经译码器分析后,根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件,使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。
控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分:
指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作;
时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号,一般时钟脉冲就是最基本的时序信号,是整个机器的时间基准,称为机器的主频;
总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路,就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线,外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线(FSB)等;
中断是指计算机由于异常事件,或者一些随机发生需要马上处理的事件,引起CPU暂时停止现在程序的执行,转向另一服务程序去处理这一事件,处理完毕再返回原程序的过程。由机器内部产生的中断,把它叫做陷阱(内部中断),由外部设备引起的中断叫外部中断。
c、寄存器(register)是CPU内部用来存放数据的一些小型的存储区域,用来暂时存放参与运算的数据以及运算结果。寄存器由电子线路组成,存取速度非常快,与CPU的速度相当,寄存器的成本较高,因而数量较少。CPU内部的寄存器类型有指令寄存器、程序计数器、数据寄存器、地址寄存器以及状态寄存器等。
(2)存储器</h4
a、Memory内存,RAM(RandomAccessMemory)
由Cell存储单元组成,每个Cell为8bits。
扩展思考:
32位CPU能引用的存储单元位置,决定了最大可用到的内存大小为4GB:
32位CPU,能够识别的存储单元地址个数位2^32个,每个位置代表一个存储单元Cell,每个Cell是8bits(1Byte),
能用到的内存大小为2^32Bytes=4GB。
b、Disk外存,即磁盘,存储数据。
(3)输入设备</h4
下指令,提供数据等。
(4)输出设备</h4
输出数据加工后的结果。
2.Linux常见发行版,及不同发行版之间的联系与区别
Linux内核和Linux发行版的关系</h4
Linux内核指的是一个由LinusTorvalds负责维护,提供硬件抽象层、硬盘及文件系统控制及多任务功能的系统核心程序。
Linux发行版就是由Linux内核与各种常用软件的集合产品,如今全球大约有数百款的Linux发行版本。
Linux常见发行版</h4
Linux发行版有三大主流分支:Debian、Slackware、Redhat,包含的主要发行版分别如下:
- Debian
- Ubuntu
Linuxmint - Knopix
- Ubuntu
- Slackware
- S.u.S.E
SLES-SuSELinuxEnterprise
OpenSuSE
- S.u.S.E
- Redhat
- RHEL-RedHatEnterpriseLinux
CentOS-CommunityENTerprise - FedoreCore
- RHEL-RedHatEnterpriseLinux
- Gentoo
- ArchLinux
- Fedora是基于RHEL,CentOS,ScientificLinux,和OracleLinux的社区版本。相比RHEL,Fedora打包了显著的更多的软件包。其中一个原因是,多样化的社区参与Fedora的建设;它不只是一家公司。在这个过程中,CentOS用于活动,演示和实验,因为它是对最终用户免费提供的,并具有比Fedora的一个更长的发布周期(通常每隔半年左右发布一个新版本)。
- SUSE,SUSELinuxEnterpriseServer(SLES),和openSUSE之间的关系类似于Fedora,RedHatEnterpriseLinux,和CentOS的关系。
- Debian是包括Ubuntu在内许多发行版的上游,而Ubuntu又是LinuxMint及其他发行版的上游。Debian在服务器和桌面电脑领域都有着广泛的应用。Debian是一个纯开源计划并着重在一个关键点上,稳定性。它同时也提供了最大的和完整的软件仓库给用户。
- 桌面版:
Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、openSUSE等。由于安装了图像界面,界面美观、操作方便,比较适合新手,但相对于企业版来说较消耗资源。 - 企业版:
RHEL、CentOS、Debian、Ubuntu、openSUSE、SLES等。系统稳定性好,资源消耗较小,满足企业需求,但基本都是命令行界面,需要有一定的基础才能上手操作。 - 商业公司维护:
RHEL、CentOS、SLES等 - 社区组织维护:
Debian、Ubuntu等 - Redhat,应该称为Redhat系列,包括RHEL(RedhatEnterpriseLinux,也就是所谓的RedhatAdvanceServer,收费版本)、FedoraCore(由原来的Redhat桌面版本发展而来,免费版本)、CentOS(RHEL的社区克隆版本,免费)。Redhat应该说是在国内使用人群最多的Linux版本,甚至有人将Redhat等同于Linux,而有些老鸟更是只用这一个版本的Linux。所以这个版本的特点就是使用人群数量大,资料非常多,言下之意就是如果你有什么不明白的地方,很容易找到人来问,而且网上的一般Linux教程都是以Redhat为例来讲解的。Redhat系列的包管理方式采用的是基于RPM包的YUM包管理方式,包分发方式是编译好的二进制文件。稳定性方面RHEL和CentOS的稳定性非常好,适合于服务器使用,但是FedoraCore的稳定性较差,最好只用于桌面应用。
- Debian,或者称Debian系列,包括Debian和Ubuntu等。Debian是社区类Linux的典范,是迄今为止最遵循GNU规范的Linux系统。Debian最早由IanMurdock于1993年创建,分为三个版本分支(branch):stable,testing和unstable。其中,unstable为最新的测试版本,其中包括最新的软件包,但是也有相对较多的bug,适合桌面用户。testing的版本都经过unstable中的测试,相对较为稳定,也支持了不少新技术(比如SMP等)。而stable一般只用于服务器,上面的软件包大部分都比较过时,但是稳定和安全性都非常的高。Debian最具特色的是apt-get/dpkg包管理方式,其实Redhat的YUM也是在模仿Debian的APT方式,但在二进制文件发行方式中,APT应该是最好的了。Debian的资料也很丰富,有很多支持的社区,有问题求教也有地方可去:)
Ubuntu严格来说不能算一个独立的发行版本,Ubuntu是基于Debian的unstable版本加强而来,可以这么说,Ubuntu就是一个拥有Debian所有的优点,以及自己所加强的优点的近乎完美的Linux桌面系统。根据选择的桌面系统不同,有三个版本可供选择,基于Gnome的Ubuntu,基于KDE的Kubuntu以及基于Xfc的Xubuntu。特点是界面非常友好,容易上手,对硬件的支持非常全面,是最适合做桌面系统的Linux发行版本。 - Gentoo,伟大的Gentoo是Linux世界最年轻的发行版本,正因为年轻,所以能吸取在她之前的所有发行版本的优点,这也是Gentoo被称为最完美的Linux发行版本的原因之一。Gentoo最初由DanielRobbins(FreeBSD的开发者之一)创建,首个稳定版本发布于2002年。由于开发者对FreeBSD的熟识,所以Gentoo拥有媲美FreeBSD的广受美誉的ports系统——Portage包管理系统。
不同于APT和YUM等二进制文件分发的包管理系统,Portage是基于源代码分发的,必须编译后才能运行,对于大型软件而言比较慢,不过正因为所有软件都是在本地机器编译的,在经过各种定制的编译参数优化后,能将机器的硬件性能发挥到极致。Gentoo是所有Linux发行版本里安装最复杂的,但是又是安装完成后最便于管理的版本,也是在相同硬件环境下运行最快的版本。 - 最后,介绍一下FreeBSD,需要强调的是:FreeBSD并不是一个Linux系统!但FreeBSD与Linux的用户群有相当一部分是重合的,二者支持的硬件环境也比较一致,所采用的软件也比较类似,所以可以将FreeBSD视为一个Linux版本来比较。
FreeBSD拥有两个分支:stable和current。顾名思义,stable是稳定版,而current则是添加了新技术的测试版。FreeBSD采用Ports包管理系统,与Gentoo类似,基于源代码分发,必须在本地机器编后后才能运行,但是Ports系统没有Portage系统使用简便,使用起来稍微复杂一些。FreeBSD的最大特点就是稳定和高效,是作为服务器操作系统的最佳选择,但对硬件的支持没有Linux完备,所以并不适合作为桌面系统。
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除了三大主流分支,还有两种比较流行的发行版:
Linux发行版之间的关系
Linux发行版分类</h4
Linux发行版都是基于同一内核,所以除了外观和名字不一样外,其他地方的区别不是很大,按用途大致分为桌面版和企业版:
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按照维护方式分为两类,一类是商业公司维护的发行版本,一类是社区组织维护的发行版本,前者以著名的Redhat(RHEL)为代表,后者以Debian为代表。
linux各发行版特点</h4
各发行版的思想,如图:
3.Linux的哲学思想</h3
1.一切皆文件
把几乎所有资源统统抽象为文件形式,包括硬件设备,甚至通信接口等,便于统一管理和定义;
对文件的操作有:open,read,write,close,delete,create
2.由众多功能单一的程序组成
一个程序只做一件事,并且做好,保证了Linux内核的高效运行;
3.组合小程序完成复杂任务
通过连接多个简单的程序实现复杂的功能;
4.尽量避免和用户交互
更贴近编程,易于以编程的方式实现自动化任务;
5.使用文本文件保存配置信息
修改配置信息只需要任意一款文本编辑器就可以进行。
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