Linux系統運維學習---計算機系統介紹
阿新 • • 發佈：2018-05-05
計算機系統介紹計算機系統介紹
? ?第三代（1964-1970）--中小規模集成電路；運算速度：百萬-幾百萬次/秒；有了操作系統，用於企業管理與輔助設計
? ?第四代（1971-1990）--大規模和超大規模集成電路；運算速度：幾百萬-幾億次/秒；具備軟件、網絡，用於到各個領域包括傳統領域（金融、政府、大學）
? ?第五代 現代計算機；把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能AI結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。他的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器概念，實現高度並行處理。
?
1.3計算機的體積分類
? ?微型機和便攜機---個人電腦 PC端等
? ?大型機---運行能力強，但需要多人處理，相當於一個機櫃大小（冰箱）
? ?巨型機---用於天氣預報、核試驗計算，數據處理量很龐大，幾個人協調完成
?
1.4計算機應用領域
? ?科學計算
? ?數據處理
? ?自動控制
? ?計算機輔助系統
? ?邏輯關系加工及人工智能
? ?計算機網絡
?
1.5計算機發展趨勢
? ?智能化
? ?就是要求計算機能夠模擬人的思維功能和感官，具備識別聲音、圖像的能力，有推理、聯想學習的功能
? ?網絡化
? ?利用通信技術和計算機技術，把分散在不同地點的計算機互聯起來，按照網絡協議相互通信，以達到所有用戶均可共享軟件、硬件和數據資源的目的。
? ?具有幾百兆字節以上的存儲容量，數萬億每秒以上的運算速度，外圍設備完備的計算機系統。巨型化主要用於尖端科學技術的研究開發及軍事國防系統。
? ?微型化
? ?計算機進一步向高速集成化方向發展，即計算機物理器件越來越小，計算機的運算速度更快、功能更強。
? ?多媒體化
? ?多媒體計算機是計算機技術與電視聲像技術結合的產物，集多種媒體一身，被廣泛用於娛樂、輔助教學和工程模擬等領域。
?
二、硬件基礎
? ?電腦---筆記本 臺式機
? ?服務器---1U 4U ---dell服務器 （U表示厚度，1U=4.445cm） 公司常用1-2U
?
? ?一臺電腦/服務器是有許多零部件組成，只有這些零部件組合在一起協調工作，才稱為電腦。主要包括：主板、CPU、內存、硬盤、聲卡、顯卡等等。
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2.1電腦組件
2.1.1電源---心臟
? ?保障電腦的電源供應（服務器一般都是提供雙電源）
?
2.1.2主板---骨架
? ?所有的板卡都必須通過主板發揮作用，主板按照不同架構標準和各種不同的主要部件、接口組合而成（接口類型：IDE、SATA、SAS、SCSI、iSCSI）
?
2.1.3 CPU（中央處理器）---大腦
? ?負責運算和控制的控制中心，電腦裏最關鍵的部分，比任何部件更能決定計算機的工作速度和效率
?
2.1.4 CPU風扇---用銅的
? ?為CPU降溫，防止電腦死機、重啟
?
2.1.5主板芯片組
? ?是主板上最主要的部件，負責管理CPU和內存、各種總線擴展以及外設的支持
?
2.1.6 BIOS芯片
? ?負責主板通電後各部件自檢，設置，保存，一切正常才能啟動操作系統。記錄了電腦最基本的信息，是軟件與硬件打交道的最基礎的橋梁，沒有它電腦就不能工作。常見三種BIOS：Award、AMI、Phoenix
?
2.1.7總線擴展槽
? ?按功能分為內存插槽、顯卡插槽等等。各類I/O接口：磁帶--軟硬盤、鍵盤、鼠標、打印機、USB（通用串行總線）等等
?
2.1.8硬盤----磁盤管理
? ?大容量存儲器---企業中用LVM、RAID卡，特別是在服務器優化場景，硬盤的性能是決定網站的性能的重要因素
?
2.1.9內存條
? ?是一個臨時存儲器，只負責電腦數據的中轉而不能永久保存。容量和處理速度直接決定了電腦數據傳輸的快慢，和CPU、硬盤一起稱為電腦的三大件，一般為4G、8G、16G
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2.1.10其他
? ?聲卡、光驅、顯卡等等
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三、操作系統及Unix系統概述
3.1什麽是操作系統
? ?定義：操作系統是溝通使用者和硬件之間傳遞信息的工具或者程序，是電子計算機系統中負責支撐應用程序運行環境以及用戶操作環境的基礎系統軟件，同時也是計算機系統的核心。操作系統是用戶和計算機的接口，同時也是計算機硬件和其他軟件的接口。
? ?功能：包括管理計算機系統的硬件、軟件及數據資源，控制程序運行，改善人機界面，為其它應用軟件提供支持，讓計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，提供各種形式的用戶界，使用戶有一個好的工作環境，為其它軟件的開發提供必要的服務和相應的接口等。實際上，用戶是不用接觸操作系統的，操作系統管理著計算機硬件資源，同時按照應用程序的資源請求，分配資源，如：劃分CPU時間，內存空間的開辟，調用打印機等。
? ?目前微機（PC 服務器）上比較常見的操作系統有DOS、Windows、Unix、Linux等等
?
3.2什麽是Unix
? ?是一個強大的多用戶、多任務操作系統，支持多種處理器架構，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy於1969年在AT&T的貝爾實驗室開發。經過長期發展與晚上，目前成為了主流的操作系統。由於Unix具有技術成熟、可靠性高、網絡和數據庫功能強、伸縮性突出和開放性好等特色，滿足各行各業的實際需要，曾經是操作系統的首選，但它是收費的，最早使用於企業上，根據自己的環境開發，對外售賣
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3.3Unix發展史
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四、Linux簡介
4.1Linux簡介與歷史
? ?Linux是一套免費使用和開放源代碼並且可以自由傳播的類Unix操作系統。
? ?Linux以它的高效性和靈活性著稱。能夠在PC計算機上實現全部的Unix特性，具有多任務、多用戶的能力。Linux是在GNU公共許可權限下免費獲得的。
? ?Linux之所以被大家喜愛，主要有兩個原因: 一個原因是它屬於自由軟件，用戶不用支付任何費用就可以獲得它和它的源代碼。並且可以根據自己的需要對它進行必要的修改，無償使用，並且無約束傳播；另一個原因，具備Unix的全部功能，任何使用Unix操作系統或想要學習Unix操作系統的人都可以從Linux中獲取
?
4.2GNU與GPL知識
? ?自由軟件基金會（FSF）的主要項目是GNU，目標是建立可以自由發布和可移植的類Unix操作系統；GNU項目軟件包括：Emacs編輯軟件（類似Vim編輯器）、gcc編譯軟件、bash命令解釋程序和編程語言等等；
GPL許可核心思想，是保證任何共享和修改自由軟件的自由，任何人有權取得、修改和重發布自由軟件的源代碼權利，但是要求把具體的改動發布出來。
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4.3 Linux優點
? ?1）Unix系統在PC系統上的克隆，仿Unix內核構建，同Unix指令集向下兼容
? ?2）完善的多用戶，多任務，多進程系統
? ?3）很高的系統穩定性和可靠性
? ?4）較高的系統安全性
? ?5）完善的網絡服務：HTTP、FTP、SMTP、POP、SAMBA、SNMP、DNS、DHCP、SSH、TELNET等
? ?6）GNU開放式系統
? ?7）大量第三方免費應用程序
? ?8）眾多業界廠商支持：IBM、ORACLE、INTEL、HP、Google等
? ?9）完善的大型數據庫平臺：ORACLE、DB/2、MySQL等（互聯網企業以Mysq居多；傳統行業以Oracle居多）
? ?10）完善的圖形用戶界面：GNOME、KDE ---軟件（圖形軟件）
? ?11）完善的開發平臺：C/C++ 嵌入式、java-tomcat/resin、Perl/shell 、python
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4.4Linux版本（https://www.kernel.org/）
? ?1）Linux操作系統=內核+系統軟件+應用程序
? ?2）Linux內核（kernel）版本 cat /etc/redhat-release
? ?3）Linux發行商：Redhat，Debian，Fedora，CentOS，Ubuntu，SUSE，OpenSUSE，紅旗等
? ?4）Redhat 從9.0後，不再遵循GPL，為收費產品，但仍開源（公開源代碼）
? ?5）虛擬化用的不多，KVM架構用6.5或6.8穩定版，否則7.3為主
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4.5圖形桌面的支持
? ?1）X Windows系統
? ?2）GNOME
? ?3）KDE
? ?一般生產場景運維，都不使用桌面環境，甚至連桌面如那件包都不安裝，除了一些特殊的軟件需要（如ORACLE需要VNC）
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4.6Linux系統當前應用領域
? ?1）IT服務器Linux系統應用（RHEL企業版—收費；RHEL 社區版—免費）
? ?? ?IT服務器領域主要是Linux、Unix、Windows，Linux逐步占據主導位置Linux作為企業級服務器應用廣泛，利用Linux系統可以為企業架構www服務器、數據庫服務器、代理服務器（集群服務器）、郵件服務器、透明網關、路由器等等，降低了運營成本，同時高穩定性、高可靠性以及無軟件版權之爭，電信、金融、政府、教育、銀行、石油等等領域已經在使用Linux
? ?2）嵌入式系統應用領域
? ?? ?由於Linux系統開放源代碼，功能強大、可靠、穩定性強、靈活而且具有極大的伸縮性，在加上它廣泛支持大量的微處理器體系結構、硬件設備、圖形支持和通信協議，因此，在嵌入式應用的領域裏，從因特網設備（路由器，交換機，防火墻，負載均衡器）到專用的控制系統（手機，PDA，各種家用電器），Linux操作系統都有不小的應用市場。特別是Linux經過這幾年的發展，已經成功躋身於主流嵌入式開發平臺。例如，在智能手機領域，Linux經過與Windows Mobile和Symbian的激烈爭奪，已經在智能手機開發平臺牢牢占據一席之地，形成三足鼎立。
? ?3）個人桌面系統應用領域
? ?? ?常見的應用：
? ?? ?瀏覽器上網瀏覽 ---firefox 支持火狐瀏覽器（系統自帶的）
? ?? ?辦公室軟件 --- open office（兼容微軟office）
? ?? ?收發電子郵件--- webmail
? ?? ? 實時通訊---qq、msn 等等
? ?? ?文字編輯---vim、Emacs等等（類似word）
? ?? ? 多媒體應用---攝像頭、打印機等
? ?? ?雖然Linux個人桌面系統支持已經很廣泛了，但是Linux個人桌面系統在桌面市場份額還遠遠無法和windows競爭，這其中的最大障礙不在於Linux桌面系統產品本身，而是用戶的使用觀念、操作習慣和應用技能以及曾經在windows上開發過的軟件的移植問題。在Linux桌面系統普及的道路上，還需要一段時間。
一、計算機發展簡史
1.1計算機的概念
? ?計算機是一臺能存儲程序和數據，功能自動執行程序的機器，是一種能對各種數字化信息進行處理，協助人們獲取信息、處理信息、存儲信息和傳遞信息的工具。
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1.2計算機的發展史
1.2.1計算機的產生
? ?1822年英國人Charles Babbage提出了“自動計算機”概念，1834年他所設計的差分機及分析機已經具備了現代計算機的基本組成部件。
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1.2.2世界上第一臺電子計算機
? ?1946年2月美國賓夕法尼亞大學問世，重達30噸，使用18000支電子管，70000個電阻，10000支電容，耗電150KW，運算速度5000次/秒
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1.2.3按采用的主要元器件劃分為五代
? ?第一代（1946-1958）--電子管；運算速度：5000-40000次/秒；機器語言：匯編語言，用於科學計算（高等數學運算）
? ?第三代（1964-1970）--中小規模集成電路；運算速度：百萬-幾百萬次/秒；有了操作系統，用於企業管理與輔助設計
? ?第四代（1971-1990）--大規模和超大規模集成電路；運算速度：幾百萬-幾億次/秒；具備軟件、網絡，用於到各個領域包括傳統領域（金融、政府、大學）
? ?第五代 現代計算機；把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能AI結合一起具有形式推理、聯想、學習和解釋能力。他的系統結構將突破傳統的馮·諾依曼機器概念，實現高度並行處理。
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1.3計算機的體積分類
? ?微型機和便攜機---個人電腦 PC端等
? ?大型機---運行能力強，但需要多人處理，相當於一個機櫃大小（冰箱）
? ?巨型機---用於天氣預報、核試驗計算，數據處理量很龐大，幾個人協調完成
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1.4計算機應用領域
? ?科學計算
? ?數據處理
? ?自動控制
? ?計算機輔助系統
? ?邏輯關系加工及人工智能
? ?計算機網絡
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1.5計算機發展趨勢
? ?智能化
? ?就是要求計算機能夠模擬人的思維功能和感官，具備識別聲音、圖像的能力，有推理、聯想學習的功能
? ?網絡化
? ?利用通信技術和計算機技術，把分散在不同地點的計算機互聯起來，按照網絡協議相互通信，以達到所有用戶均可共享軟件、硬件和數據資源的目的。
? ?具有幾百兆字節以上的存儲容量，數萬億每秒以上的運算速度，外圍設備完備的計算機系統。巨型化主要用於尖端科學技術的研究開發及軍事國防系統。
? ?微型化
? ?計算機進一步向高速集成化方向發展，即計算機物理器件越來越小，計算機的運算速度更快、功能更強。
? ?多媒體化
? ?多媒體計算機是計算機技術與電視聲像技術結合的產物，集多種媒體一身，被廣泛用於娛樂、輔助教學和工程模擬等領域。
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二、硬件基礎
? ?電腦---筆記本 臺式機
? ?服務器---1U 4U ---dell服務器 （U表示厚度，1U=4.445cm） 公司常用1-2U
?
? ?一臺電腦/服務器是有許多零部件組成，只有這些零部件組合在一起協調工作，才稱為電腦。主要包括：主板、CPU、內存、硬盤、聲卡、顯卡等等。
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2.1電腦組件
2.1.1電源---心臟
? ?保障電腦的電源供應（服務器一般都是提供雙電源）
?
2.1.2主板---骨架
? ?所有的板卡都必須通過主板發揮作用，主板按照不同架構標準和各種不同的主要部件、接口組合而成（接口類型：IDE、SATA、SAS、SCSI、iSCSI）
?
2.1.3 CPU（中央處理器）---大腦
? ?負責運算和控制的控制中心，電腦裏最關鍵的部分，比任何部件更能決定計算機的工作速度和效率
?
2.1.4 CPU風扇---用銅的
? ?為CPU降溫，防止電腦死機、重啟
?
2.1.5主板芯片組
? ?是主板上最主要的部件，負責管理CPU和內存、各種總線擴展以及外設的支持
?
2.1.6 BIOS芯片
? ?負責主板通電後各部件自檢，設置，保存，一切正常才能啟動操作系統。記錄了電腦最基本的信息，是軟件與硬件打交道的最基礎的橋梁，沒有它電腦就不能工作。常見三種BIOS：Award、AMI、Phoenix
?
2.1.7總線擴展槽
? ?按功能分為內存插槽、顯卡插槽等等。各類I/O接口：磁帶--軟硬盤、鍵盤、鼠標、打印機、USB（通用串行總線）等等
?
2.1.8硬盤----磁盤管理
? ?大容量存儲器---企業中用LVM、RAID卡，特別是在服務器優化場景，硬盤的性能是決定網站的性能的重要因素
?
2.1.9內存條
? ?是一個臨時存儲器，只負責電腦數據的中轉而不能永久保存。容量和處理速度直接決定了電腦數據傳輸的快慢，和CPU、硬盤一起稱為電腦的三大件，一般為4G、8G、16G
?
2.1.10其他
? ?聲卡、光驅、顯卡等等
?
三、操作系統及Unix系統概述
3.1什麽是操作系統
? ?定義：操作系統是溝通使用者和硬件之間傳遞信息的工具或者程序，是電子計算機系統中負責支撐應用程序運行環境以及用戶操作環境的基礎系統軟件，同時也是計算機系統的核心。操作系統是用戶和計算機的接口，同時也是計算機硬件和其他軟件的接口。
? ?功能：包括管理計算機系統的硬件、軟件及數據資源，控制程序運行，改善人機界面，為其它應用軟件提供支持，讓計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，提供各種形式的用戶界，使用戶有一個好的工作環境，為其它軟件的開發提供必要的服務和相應的接口等。實際上，用戶是不用接觸操作系統的，操作系統管理著計算機硬件資源，同時按照應用程序的資源請求，分配資源，如：劃分CPU時間，內存空間的開辟，調用打印機等。
? ?目前微機（PC 服務器）上比較常見的操作系統有DOS、Windows、Unix、Linux等等
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3.2什麽是Unix
? ?是一個強大的多用戶、多任務操作系統，支持多種處理器架構，最早由KenThompson、Dennis Ritchie和Douglas McIlroy於1969年在AT&T的貝爾實驗室開發。經過長期發展與晚上，目前成為了主流的操作系統。由於Unix具有技術成熟、可靠性高、網絡和數據庫功能強、伸縮性突出和開放性好等特色，滿足各行各業的實際需要，曾經是操作系統的首選，但它是收費的，最早使用於企業上，根據自己的環境開發，對外售賣
?
3.3Unix發展史
?
四、Linux簡介
4.1Linux簡介與歷史
? ?Linux是一套免費使用和開放源代碼並且可以自由傳播的類Unix操作系統。
? ?Linux以它的高效性和靈活性著稱。能夠在PC計算機上實現全部的Unix特性，具有多任務、多用戶的能力。Linux是在GNU公共許可權限下免費獲得的。
? ?Linux之所以被大家喜愛，主要有兩個原因: 一個原因是它屬於自由軟件，用戶不用支付任何費用就可以獲得它和它的源代碼。並且可以根據自己的需要對它進行必要的修改，無償使用，並且無約束傳播；另一個原因，具備Unix的全部功能，任何使用Unix操作系統或想要學習Unix操作系統的人都可以從Linux中獲取
?
4.2GNU與GPL知識
? ?自由軟件基金會（FSF）的主要項目是GNU，目標是建立可以自由發布和可移植的類Unix操作系統；GNU項目軟件包括：Emacs編輯軟件（類似Vim編輯器）、gcc編譯軟件、bash命令解釋程序和編程語言等等；
GPL許可核心思想，是保證任何共享和修改自由軟件的自由，任何人有權取得、修改和重發布自由軟件的源代碼權利，但是要求把具體的改動發布出來。
?
4.3 Linux優點
? ?1）Unix系統在PC系統上的克隆，仿Unix內核構建，同Unix指令集向下兼容
? ?2）完善的多用戶，多任務，多進程系統
? ?3）很高的系統穩定性和可靠性
? ?4）較高的系統安全性
? ?5）完善的網絡服務：HTTP、FTP、SMTP、POP、SAMBA、SNMP、DNS、DHCP、SSH、TELNET等
? ?6）GNU開放式系統
? ?7）大量第三方免費應用程序
? ?8）眾多業界廠商支持：IBM、ORACLE、INTEL、HP、Google等
? ?9）完善的大型數據庫平臺：ORACLE、DB/2、MySQL等（互聯網企業以Mysq居多；傳統行業以Oracle居多）
? ?10）完善的圖形用戶界面：GNOME、KDE ---軟件（圖形軟件）
? ?11）完善的開發平臺：C/C++ 嵌入式、java-tomcat/resin、Perl/shell 、python
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4.4Linux版本（https://www.kernel.org/）
? ?1）Linux操作系統=內核+系統軟件+應用程序
? ?2）Linux內核（kernel）版本 cat /etc/redhat-release
? ?3）Linux發行商：Redhat，Debian，Fedora，CentOS，Ubuntu，SUSE，OpenSUSE，紅旗等
? ?4）Redhat 從9.0後，不再遵循GPL，為收費產品，但仍開源（公開源代碼）
? ?5）虛擬化用的不多，KVM架構用6.5或6.8穩定版，否則7.3為主
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4.5圖形桌面的支持
? ?1）X Windows系統
? ?2）GNOME
? ?3）KDE
? ?一般生產場景運維，都不使用桌面環境，甚至連桌面如那件包都不安裝，除了一些特殊的軟件需要（如ORACLE需要VNC）
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4.6Linux系統當前應用領域
? ?1）IT服務器Linux系統應用（RHEL企業版—收費；RHEL 社區版—免費）
? ?? ?IT服務器領域主要是Linux、Unix、Windows，Linux逐步占據主導位置Linux作為企業級服務器應用廣泛，利用Linux系統可以為企業架構www服務器、數據庫服務器、代理服務器（集群服務器）、郵件服務器、透明網關、路由器等等，降低了運營成本，同時高穩定性、高可靠性以及無軟件版權之爭，電信、金融、政府、教育、銀行、石油等等領域已經在使用Linux
? ?2）嵌入式系統應用領域
? ?? ?由於Linux系統開放源代碼，功能強大、可靠、穩定性強、靈活而且具有極大的伸縮性，在加上它廣泛支持大量的微處理器體系結構、硬件設備、圖形支持和通信協議，因此，在嵌入式應用的領域裏，從因特網設備（路由器，交換機，防火墻，負載均衡器）到專用的控制系統（手機，PDA，各種家用電器），Linux操作系統都有不小的應用市場。特別是Linux經過這幾年的發展，已經成功躋身於主流嵌入式開發平臺。例如，在智能手機領域，Linux經過與Windows Mobile和Symbian的激烈爭奪，已經在智能手機開發平臺牢牢占據一席之地，形成三足鼎立。
? ?3）個人桌面系統應用領域
? ?? ?常見的應用：
? ?? ?瀏覽器上網瀏覽 ---firefox 支持火狐瀏覽器（系統自帶的）
? ?? ?辦公室軟件 --- open office（兼容微軟office）
? ?? ?收發電子郵件--- webmail
? ?? ? 實時通訊---qq、msn 等等
? ?? ?文字編輯---vim、Emacs等等（類似word）
? ?? ? 多媒體應用---攝像頭、打印機等
? ?? ?雖然Linux個人桌面系統支持已經很廣泛了，但是Linux個人桌面系統在桌面市場份額還遠遠無法和windows競爭，這其中的最大障礙不在於Linux桌面系統產品本身，而是用戶的使用觀念、操作習慣和應用技能以及曾經在windows上開發過的軟件的移植問題。在Linux桌面系統普及的道路上，還需要一段時間。
Linux系統運維學習---計算機系統介紹