第 0 章、计算机概论
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计算器的定义为: [接受用户输入指令与数据,经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后,以产生或储存成有用的信息」。
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计算机的五大单元包括:输入单元、输出单元、控制单元、算数逻辑单元、记忆单元五大部分。其中CPU占有控制、算术逻辑单元,记忆单元又包含主存储器与辅助内存。
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数据会流进/流出内存是CPU所发布的控制命令,而CPU实际要处理的数据则完全来自于主存储器。
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CPU依设计理念主要分为:精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统。
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关于CPU的频率部分:外频指的是CPU与外部组件进行数据传输时的速度,倍频则是CPU内部用来加速工作效能的一个倍数,两者相乘才是CPU的频率速度。
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新的CPU设计中,已经将北桥的内存控制芯片整合到CPU内,而CPU与主存储器、显示适配器沟通的总线通常称为系统总线。南桥就是所谓的输入输出(I/O)总线,主要在联系硬盘、USB、网络卡等接口设备。
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CPU每次能够处理的数据量称为字组大小(word size),字组大小依据CPU的设计而有32位与64位。我们现在所称的计算机是32或64位主要是依据这个CPU解析的字组大小而来的!
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个人计算机的主存储器主要组件为动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM),至于CPU内部的第二层快取则使用静态随机存取内存(Static Random Access Memory, SRAM)。
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BIOS(Basic Input Output System)是一套程序,这套程序是写死到主板.上面的一个内存芯片中,这个内存芯片在没有通电时也能够将数据记录下来,那就是只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)。
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目前主流的外接卡界面大多为PCle界面,且最新为PCIe 3.0,单信道速度高达1GBytes/s。
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常见的显示适配器连接到屏幕的界面有HDM/DVI/D-Sub/Display port等等。HDMI可同时传送影像与声音。
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传统硬盘的组成为:圆形磁盘盘、机械手臂、磁盘读取头与主轴马达所组成的,其中磁盘盘的组成为扇区、磁道与磁柱。
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磁盘连接到主板的界面大多为SATA或SAS,目前桌机主流为SATA3.0, 理论极速可达600Mbytes/s。
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常见的文字编码为ASCII, 繁体中文编码主要有Big5 及UTF8两种,目前主流为UTF8。
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操作系统(Operating System, OS)其实也是- -组程序,这组程序的 重点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。
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计算机主要以二进制作为单位,常用的磁盘容量单位为bytes,其单位换算为1 Byte = 8bits。
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最阳春的操作系统仅在驱动与管理硬件,而要使用硬件时,就得需要透过应用软件或者是壳程序(shell)的功能,来呼叫操作 系统操纵硬件工作。目前称为操作系统的,除了上述功能外,通常已经包含了日常工作所需要的应用软件在内了。
第 1 章、Linux 是什么与如何学习
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操作系统 (Operation System) 主要在管理与驱动硬件,因此必须要能够管理内存、管理装置、负责行程管理以及系统呼叫等等。因此,只要能够让硬件准备妥当 (Ready) 的情况,就是一个阳春的操作系统了。
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Unix 的前身是由贝尔实验室 (Bell lab) 的 Ken Thompson 利用汇编语言写成的,后来在 1971-1973 年间由 Dennis Ritchie 以 C 程序语言进行改写,才称为 Unix。
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1977年由 Bill Joy 释出 BSD (Berkeley Software Distribution),这些称为 Unix like 的操作系统。
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1984年由 Andrew Tanenbaum 开始制作 Minix 操作系统,该系统可以提供原始码以及软件。
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1984年由 Richard Stallman 提倡 GNU 计划,倡导自由软件 (Free software),强调其软件可以「自由的取得、复制、修改与再发行」,并规范出 GPL 授权模式,任何 GPL(General Public License ) 软件均不可单纯仅贩卖其软件,也不可修改软件授权。
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1991年由芬兰人 Linus Torvalds 开发出 Linux 操作系统。简而言之,Linux 成功的地方主要在于: Minix(Unix),GNU, Internet, POSIX 及虛拟团队的产生。符合 Open source 理念的授权相当多,比较知名的如 Apache / BSD /GPL/MIT 等。
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Linux 本身就是个最阳春的操作系统,其开发网站设立在 http://www.kermnel.org,我们亦称 Linux 操作系统最底层的数据为「核心(Kermel)」。
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从 Linux kernel 3.0开始,已经舍弃奇数、偶数的核心版本规划,新的规划使用主线版本 (MainLine) 为依据,并提供长期支持版本 (longterm) 来加强某些功能的持续维护。
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Linux distributions 的组成含有:「Linux Kernel + Free Software + Documentations(Tools) + 可完全安装的程序」所制成的一套完整的系统。
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常见的 Linux distributions 分类有「商业、社群」分类法,或「RPM、DPKG」分类法。
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学习 Linux 最好从头由基础开始学习,找到一本适合自己的书籍,加强实作才能学会。
第 2 章、主机规划与磁盘分区
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新添购计算机硬件配备时,需要考虑的角度有「游戏机/工作机」「效能/价格比」「效能/消耗瓦数」「支持度」等。
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旧的硬件配备可能由于保存的问题或者是电子零件老化的问题,导致计算机系统非常容易在运作过程中出现不明的当机情况。
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Red Hat的硬件支持: https://hardware.redhat.com/?pagename-hcl。
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在Linux系统中,每个装置都被当成一个文件来对待,每个装置都会有装置文件名。
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磁盘装置文件名通常分为两种,实际SATA/USB装置文件名为 /dev/sd[a-p], 而虚拟机的装置可能为 /dev/vd[a-p]。
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磁盘的第一个扇区主要记录了两个重要的信息,分别是: (1)主要启动记录区 (Master Boot Record, MBR):可以安装开机管理程序的地方,有 446 bytes (1)分区表 (partition table):记录整颗硬盘分区的状态,有 64 bytes。
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磁盘的 MBR 分区方式中,主要与延伸分区最多可以有四个,逻辑分区的装置文件名号码,一定由5号开始。
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如果磁盘容量大于 2TB 以上时,系统会自动使用 GPT 分区方式来处理磁盘分区。
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GPT 分区已经没有延伸与逻辑分区槽的概念,你可以想象成所有的分区都是主分区!
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某些操作系统要使用 GPT 分区时,必须要搭配UEFI的新型 BIOS 格式才可安装使用。
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开机的流程由: BIOS–>MBR–>-->boot loader–>核心文件。
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boot loader 的功能主要有:提供选单、加载核心、转交控制权给其他 loader。
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boot loader 可以安装的地点有两个,分别是 MBR 与 boot sector。
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Linux 操作系统的文件使用目录树系统,与磁盘的对应需要有[挂载」的动作才行。
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新手的简单分区,建议只要有 / 及 swap 两个分区槽即可。
第 3 章、安装 Centos 7.x
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不论你要安装什么样的 Linux 操作系统角色,都应该要事先规划例如分区、开机管理程序等。
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建议练习机安装时的磁盘分区能有 /, /boot, /home, swap 四个分区槽。
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安装CentOS 7.x 的模式至少有两种,分别是图形接口与文字接口。
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CentOS 7会主动依据你的磁盘容量判断要用 MBR 或 GPT 分区方式,你也可以强迫使用 GPT。
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若安装笔记本电脑时失败,可尝试在开机时加入「linux nofb apm=off acpi=off」来关闭省电功能。
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安装过程进入分区后,请以「自定义的分区模式」来处理自己规划的分区方式。
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在安装的过程中,可以建立逻辑滚动条管理员 (LVM)。
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一般要求 swap 应该要是1.5~2 倍的物理内存量,但即使没有 swap 依旧能够安装与运作 Linux 操作系统。
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CentOS 7 预设使用 xfs 作为文件系统。
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没有连上 Internet 时,可尝试关闭防火墙,但 SELinux 最好选择「强制」状态。
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设定时不要选择启动 kdump,因为那是给核心开发者查阅当机数据的。
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可加入时间服务器来同步化时间,台湾可选择 tock .stdtime.gov.tw 这一部。
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尽量使用一般用户来操作 Linux,有必要再转身份成为 root 即可。
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即使是练习机,在建置 root 密码时,建议依旧能够保持良好的密码规则,不要随便设定!
第 4 章、首次登录与在线求助
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为了避免瞬间断电造成的 Linux 系统危害,建议做为服务器的 Linux 主机应该加上不断电系统来持续提供稳定的电力。
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养成良好的操作习惯,尽量不要使用root 直接登入系统,应使用一般账号登入系统,有需要再转换身份。
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可以透过「活动总览」查看系统所有使用的软件及快速启用惯用软件。
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在X的环境下想要「强制」重新启动X的组合按键为: 「[alt]+[ctrI]+[backspace]」。
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预设情况下,Linux 提供 tyl~tty6 的终端机界面。
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在终端机环境中,可依据提示字符为$或#判断为一般账号或root账号。
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取得终端机支持的语系数据可下达「echo $LANG」或「locale」指令。
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date 可显示日期、cal 可显示日历、bc 可以做为计算器软件。
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组合按键中, [tab]按键可做为(1)命令补齐或(2)档名补齐或(3)参数选项补齐,[rt]-[c] 可以中断目前正在运作中的程序。
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Linux 系统上的英文大小写为不同的资料。
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联机帮助系统有 man 及 info 两个常见的指令。
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manpage 说明后面的数字中,1 代表一般账号可用指令,8 代表系统管理员常用指令,5 代表系统配置文件格式。
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info page 可将一份说明文件拆成多个节点 (node) 显示,并具有类似超链接的功能,增加易读性。
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系统需正确的关机比较不容易损坏,可使用 shutdown, poweroff 等指令关机。