Linux知识体系

一、计算机硬件软件体系

1.1 冯·诺依曼体系结构

冯·诺依曼体系结构关键结论

  计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示

  顺序执行程序，

  计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成

扩展：内存与cpu的关系

  内存（条）功能：数据和指令同时放在同一内存区间，即内存（条）；

  cpu功能：用于管理计算，或是管理业务逻辑

  两者的关系是：cpu先从内存中读取需要处理的数据，之后再对需要处理的数据进行处理

1.2 计算机硬件组成

输入设备

  输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能够识别的信息形式

  常见的设备有：鼠标、键盘等

输出设备

  输出设备可以将机器运算结果转换为人们所熟悉的信息形式

  常见的设备有：打印机输出、显示器输出等

存储器

  存储器用来存放数据和程序

  存储器分类有两种：内存、硬件；相对应的，存储方式也有两种：RAM、ROM

  内存的存储方式为：RAM（random access memory）即随机存储，他的特点是：速度快，容量小；掉电易失；逻辑IO。

  硬件的存储方式为：ROM（Read-Ondoy Memory）即只读内存，他的特点是：容量大，速度相对比较慢；长久保存；物理IO。

CPU（中央控制器）

控制器

  控制器主要用来控制和指挥程序和数据的输入运行，以及处理运输结果

运行器

  运算器主要运行算数运算和逻辑运算，并将中间结果暂存到运算器中

扩展：内存和硬件的关系

 

扩展：各个硬件之间的关系

 

1.3 硬件的分类

硬件按照存储介质的不同，可以分为如下两种：机械硬盘、固态硬盘

机械硬盘（Hard Disk Driver，HDD）

  机械硬盘采用磁性碟片来存储数据

  用显微镜把盘片放大，会看见盘片表面凹凸不平，凸起的地方被磁化，凹起的地方是没有被磁化

  凸起的地方代表1（磁化为1），凹起的地方代表数字为0。

  硬盘可以以二进制来存储表示文字、图片等信息。

  硬盘可以根据转速来判断硬盘的好坏 7200转/分  100-200M/s；还有磁头放入磁道所需要的时间

机械硬盘结构

 

固态硬盘（Solid State Disk，SSD）

  固态硬盘通过闪存颗粒（固态电子存储芯片阵列）来存储数据

读写速度

  固态硬盘的读写速度普遍可以达到400M/s，写入速度也可以达到130M/s以上。

  其读写速度是普通机械硬盘的3-5倍。

固态硬盘结构

 

机械硬盘的数据读写（影响因素）

主流的硬盘一般是半机械半电子硬盘（机械硬盘），以下是影响机械硬盘数据读写速度的因素

  硬盘的转速（转速越快读取越快）

  寻道时间

  数据传输时间

磁盘结构

  一般而言，扇区是等大的，一个扇区大小为4kb。

  每一份小于等于4kb文件占1个扇区，若是大于4kb，则再重新占1个扇区，且与上个扇区顺序排列。

  如果删除一部分文件，那原文件内容的读取方式便从顺序读取变成了随机读取。

1.4 顺序读写与随机读取

不同的读取速度对比

 

读取方式的结论

  在相同的读取方式下，内存的读取速度是最快的，其次是固态硬盘，最后是机械硬盘。

  在同一种存储器类型下，顺序读取的方式远远快于随机读取的。

  在一般情况下，计算机的读取方式都是随机读取。

1.5 网络连接概念

网络连接有以下四个概念：IP地址IPADDR、子网掩码NETMASK、默认网关GATEWAY、域名服务器DNS

IP地址IPADDR

  IP地址是一个逻辑地址，用来标识网络中一个主机。

  IP地址=网络地址+主机地址

  IP地址是一个4*8bit（）（1字节）由0/1组成的数字串（IP4协议）

  【bit：位；一个IP由4个字节构成；一个字节的取值范围：0~255；组成IP的字节不能取0、1、255】

子网掩码NETMASK

  子网掩码只有一个功能，就是将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。

  子网掩码用来判断任意两台计算机的IP地址是否在同一子网中

默认网关GATEWAY

  连接两个不同的网络设备都可以叫做网关设备；网关的作用就是实现两个网络之间进行通讯与控制。

  网关地址就是网关设备的IP地址

 

域名服务器DNS

  DNS是域名服务器，用来解析域名的（域名和ID之间的解析）

  如果没有这东西，登陆某个网站时就必须输入该网站的IP地址，有了DNS就可以直接输入网址

扩展：如何判断任意两台计算机的IP地址是否在同一子网中

  一般用二进制将IP地址和子网掩码进行转换，再进行二进制计算，通过计算，得到网络地址，如下图

 

  当两个IP地址和子网掩码分别计算后对比，相同便在同一网址中。

扩展：修改域名

  网络域名需要在外网、阿里云上申请域名，而设备域名可以自己在设备（windows）上自己配地址

  配设备域名地址的位置为：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

1.6 网络连接模式

host-onboy（主机模式）

  在某些特殊的网络调试环境中，要求将真实环境和虚拟环境隔开，这时就可采用host-onboy模式。

  在host-onboy模式中，所有的虚拟系统是可以相互通信的，但虚拟系统和真实网络是被隔离开的。

  在host-onboy模式下，虚拟系统的TCP/IP配置信息都是由VMnet1（host-onboy）虚拟网络的DHCP服务器来动态分配的

bridged（桥接模式）

  VMWare虚拟出来的操作系统就像是区域网中的一台独立的主机，它可以访问网内任何一台机器。

  使用桥接模式的虚拟系统和宿主机器的关系，就像连接在同一个Hub上的两台电脑。

 

NAT（网络地址转换模式）

  使用NAT模式，就是让虚拟系统借助NAT（网络地址转换）功能，通过宿主机器所在的网络来访问公网。

  NAT模式下的虚拟系统的TCP/IP配置信息是由VMnet8（NAT）虚拟网络的DHCP服务器提供的。

  虚拟系统也就无法和本局域网中的其他真实主机通讯

 

1.7 软件分类

应用软件

  就是为了实现某些业务功能

  应用软件要基于对应的系统软件

  注意：不同的操作系统要安装不同的软件

系统软件

  就是为了和硬件打交道

  屏蔽应用软件与硬件的差异

系统软件的分类

  Windows

    用户量全球最大；收费，不开源，民用最多；各种软件比较齐全。

  Mac

    只限于某些苹果的品牌机；ios-自成一家。

  GNU/Linux

    GNU是一个开源软件组织，世界上所有的软件都应该开源免费

    GNU全称：GNU Is Not Unix

    GCC++

    托瓦兹·林纳斯 Linux--Linux（Linux is not unix）

    logo：企鹅

1.8 Linux分支

RedHat（收费）

  RedHat代表作：CentOS

  RedHat完全开源免费，它有个开源社区，是：CentOS社区（服务器）；

  不要使用最新版的CentOS，主要用于服务器版本，logo如下：

 

Debain（免费）

Debain的代表作：Ubuntu

视窗界面良好的Linux系统，一些主流的软件都支持Ubuntu系统，logo如下：

 

扩展：系统软件、Linux及其分支的关系

 

1.9 Linux下载

Linux官网：http://linux.org/

Linux下载地址：http://linux.org/.pages/download/

CentOS7.6下载地址：http://vault.centos.org/7.6.1810/

镜像的分类