第1章Linux简介

1、12:16第第1章章 LINUX简介简介12:161.1 UNIX发展过程和标准化发展过程和标准化UNIX的发展过程的发展过程(1)n 1968年，贝尔实验室年，贝尔实验室 MULTICSuMULTiplexed Information and Computing System（多路信息与计算系统）Many Unnecessarily Large Tables In Core Simultaneouslyn 1969年，年，UNIXu从事MULTICS研究的Ken Thompson, Dennis Ritchie在PDP-7计算机，汇编语言实现UNICS （UNIX） UNiplexed In

2、formation and Computing Systemu对MULTICS做了裁减，小而精Ken Thompson(1943)Dennis Ritchie(1941)Dennis Ritchie(1941)UNIX的发展过程的发展过程(2) n C语言语言uUNIX移植到PDP-11，Dennis Ritchie发明C语言，UNIX的C语言源程序代码和说明书赠送给美国的大学n Internetu 1979年美国国防部ARPA网络n 工作站的诞生工作站的诞生n UNIX是新技术诞生的温床是新技术诞生的温床uC语言uInternetu面向对象的程序设计C+uJAVADennis & B

3、ill Joy(1954)Dennis & Bill Joy(1954)Ken Thompson & Dennis RitchieKen Thompson & Dennis Ritchie12:16PDP-11, Ken & Dennis12:16UNIX两大流派两大流派n 贝尔实验室贝尔实验室u版本排号：第1-7版，System ,uUNIX System V Release 4.2 （SVR4.2）u现今的SCO UNIXn 加州大学伯克利分校加州大学伯克利分校u计算机系统研究小组（CSRG）的BSD UNIX（Berkeley Software Distr

4、ibutions）u较有影响的版本4.3BSDu现今的 FreeBSDu工作站上的UNIX一般属于这一流派UNIX在教学上的使用和在教学上的使用和LINUXn 逐行注释源代码逐行注释源代码u澳大利亚John Lions注释UNIX第7版代码u莱昂氏UNIX源代码分析n 教学应用教学应用UNIX源代码的限制源代码的限制uUNIX商标专利u源代码不公开u新的系统很庞杂，不再适于教学n 教学版教学版UNIXu Andrew S. Tanenbaum的MINIXn Linux诞生诞生u芬兰Linus Benedict Torvalds基于Intel 80386体系结构的Freaxu早期源代码免费公布于

5、Internet上(linux) Tanenbaum Linus(1969.12.28)12:16什么是什么是UNIXn 狭义的概念狭义的概念uUNIX仅仅指操作系统内核（Kernel）u内核负责控制并管理计算机资源，多个用户可访问，负责进程的创建、控制、调度，为进程分配内存和外设，提供文件系统的管理功能n 广义的概念广义的概念uUNIX不仅指系统内核，它是一个应用环境和程序设计环境，为程序员提供了丰富的软件开发工具，包括编辑器、编译程序、调试工具、数据库等等12:16UNIX标准化的必要性标准化的必要性uUNIX被移植到各种硬件平台上u同一种硬件平台上，也会有许多不同的UNIX操作系统软件产

6、品uUNIX之间的可移植性，尤其是源程序和批处理程序在各UNIX之间的可移植性u需要制定UNIX标准以供各厂商遵守u一些国际性组织制订了一些UNIX标准。这些标准也常常出现在UNIX产品的使用手册中，供用户进行可移植性程序设计时作为参考12:16UNIX标准标准(1)n POSIXu1986年，IEEE制定了IEEE P1003标准，这套标准被称为POSIX（Potable Operating System Interface）uPOSIX定义了一整套的作业接口，包括系统调用、库函数、公共命令n XPG3u另一个促使UNIX标准化的组织是X/OPEN。最早在1984年由几家欧洲计算机公司组成。

7、1989年发表X/OPEN Portability Guide Issue 312:16UNIX标准标准(2)n SVIDuAT&T制订的UNIX标准SVID（System V Interface Definition），与POSIX兼容n OSF/1u1988年，IBM，HP，DEC等几家计算机厂商成立了OSF：Open Software Foundation，1990年OSF发表了OSF/1n FIPSu联邦信息处理标准（Federal Information Processing Standard），用于美国政府计算机采购，1989年出版FIPS 151-1，规定了必须支持的PO

8、SIX可选功能，是个更严格的POSIX12:161.2 系统登录与退出系统登录与退出12:16UNIX终端终端n UNIX是多用户系统是多用户系统u系统通常同时连接多台终端n PC机机UNIX终端连接方式终端连接方式u可直接利用PC机的两串行通信口连两台终端uPC机内总线扩展槽内安装多用户卡引出多个（如8个或64个）串口，可以连接多台终端n 终端的构成终端的构成u主要由键盘和显示器构成，有一个串行通信口与主机相连，不含有任何磁盘存储设备u结构简单、造价低，一台PC机价格的1/5到1/10u维护方便12:16终端的作用终端的作用n 仅仅作为仅仅作为UNIX主机的输主机的输入和输入和输出设备出设备

9、u 终端通过串行线路把用户的按键信息送到UNIX主机，把主机发来的信息在屏幕上显示n 程序和数据的存储和处理程序和数据的存储和处理u 数据及程序全部存放在UNIX主机的硬盘上，所有程序的运行也都由UNIX主机内的CPU占用UNIX主机的内存来完成行律line discipline终端上终端上的进程的进程驱动程序Keyboard串口卡字符终端字符终端软件硬件用户态核心态RS-232 ：signalDTEDCE1 PGND2 TD3 RD4 RTS5 CTS6 DSR7 GND8 CD20 DTR1234567820DTE: data terminal equipmentDCE: data com

10、munications equipmentTD: Transmitted dataRD: Received dataRTS: Request to sendCTS: Clear to sendDSR: data set readyCD: Data Carrier detectionDTR: Data Terminal ReadyVirtual MOEMDTEDTE1 PGND2 TD3 RD4 RTS5 CTS6 DSR7 GND8 CD20 DTR1234567820DTEDTE223 RD3 7 GND7 TDVirtual MOEM(2)12:16终端转义序列终端转义序列n 转义字符转义

11、字符uEsc：ASCII码1Bn 举例举例u Esc2J 四字节序列：1B 5B 32 4A 功能：清除屏幕，由Unix主机发送到终端u Esc8A 四字节序列，光标上移8行u Esc16,8H 七字节序列，光标移到16行8列n 转义序列的功能转义序列的功能u控制光标位置、字符颜色、字符大小等等12:16终端类型终端类型n 终端类型终端类型u定义一组转移序列以及相对应的操作u例如：ansi, vt100, vt220等等n 主机和终端之间的类型匹配主机和终端之间的类型匹配u主机根据终端类型，实现相应功能时发送对应的控制码；当终端类型不对时，可能全屏幕操作失败u通过转义序列还可以控制终端上的打印

12、机、光笔、刷卡机、磁条器、密码键盘u终端上的功能键12:16主机和终端之间的流量控制主机和终端之间的流量控制 n 必要性必要性u终端的显示速度跟不上主机的发送速度u主机送来数据终端需要打印出来，但打印速度慢u主机送来的显示内容，需暂停显示，仔细分析u需要一种机制控制主机方向来的数据流量n 两种流控方法两种流控方法u硬件方式 RS232接口的接口的CTS信号线（信号线（Clear To Send）u软件方式 利用流控字符利用流控字符Xon和和Xoff12:16Ctrl-S和和Ctrl-Q n 软件流量控制的方式（利用流控字符软件流量控制的方式（利用流控字符Xon和和Xoff）u终端希望主机暂停发

13、送数据时，发Xoff字符u终端希望主机继续发送数据时，发Xon字符uXoff/Xon控制字符分别被定义为ASCII码的17和19，对应键盘按键Ctrl-S和Ctrl-Q，手动流控u按下Ctrl-S键暂停显示，按Ctrl-Q键继续显示u按下Ctrl-S后暂停显示，有的终端按任意键继续，而有的终端要求必须按下Ctrl-Q后才继续显示，否则其它按键都不能使得终端继续显示。 仿真终端和虚拟终端仿真终端和虚拟终端n 仿真终端仿真终端uPC机串口，运行终端仿真软件来仿真终端。例如: DOS操作系统下的CrossTalk Windows中的“超级终端”仿真的内容包括实现终端的转义码序列功能n 虚拟终端虚拟终

14、端uUNIX主机与PC机通过网络相连，客户端运行telnet，服务器端telnetd，成为UNIX的一个基于TCP通信的虚拟终端u安全终端，在TCP连接上加密加密和压缩压缩数据，如：Windows客户端软件SecureCRT虚拟终端（图）虚拟终端（图）内核中的流机制行律line discipline终端上终端上的进程的进程虚拟终端驱动ttyp软件硬件用户态核心态ptty驱动程序telnetdtelnetd网卡网卡驱动IP协议TCP协议软件软件telnettelnet网卡网卡驱动IP协议TCP协议Internet用户态核心态软件硬件12:16登录登录n 申请帐号（也叫登录名或用户名）申请帐号（也

15、叫登录名或用户名）u由系统管理员创建用户（如：useradd命令）u用户从任意终端上登录进入系统n root用户（超级用户）用户（超级用户）uroot不受权限的制约，可随意修改和删除文件u普通用户受权限制约uroot用户误删重要文件可能带来严重后果n 登录过程登录过程u出现登录提示符login：后，键入登录名u给出提示password：输入口令，不回显12:16Shell提示符提示符n 登录成功登录成功u登录成功后出现Shell提示符，如同DOS的C。n 常见常见Shell的提示符的提示符u$ Bourne Shell (/bin/sh)u% C Shell (/bin/csh)u$ Korn

16、 Shell (/bin/ksh)u# 当前用户为超级用户root（操作时要小心）u同DOS一样，Shell提示符可以根据用户的需要和喜好，通过Shell命令改变12:16登录实例登录实例SCO OpenServer(TM) Release 5 (ttyp0)login: jiangPassword:Last successful login for root: Wed Sep 18 14:28:04 2002 on ttyp0Last unsuccessful login for root: Wed Sep 18 14:27:52 2002 on ttyp0 SCO OpenServer(T

17、M) Release 5 (C) 1976-1998 The Santa Cruz Operation, Inc. (C) 1980-1994 Microsoft Corporation All rights reserved. For complete copyright credits, enter copyrights at the command prompt.you have mailTERM = (ansi) vt100Terminal type is vt100% dateWed Sep 18 15:05:44 EDT 2002 % 12:16退出退出n 退出方法退出方法u在Sh

18、ell提示符下按Ctrl-d键u键入logout命令，键入exit命令u在其他终端上设法杀死当前终端的shell进程n 退出成功的标志退出成功的标志u对于通过RS-232串口登录的传统终端或仿真终端退出成功的标志是再次给出login：提示符终端直接关闭电源，或者使用Windows仿真终端时Windows突然崩溃：主机不能自动完成退出登录，主机以为终端暂时没有按键信息重新打开终端电源或者重启仿真终端软件，UNIX在先前已登录的基础上继续工作，对信息安全造成威胁u对于网络虚拟终端退出时TCP连接被关闭，telnet程序被终止12:16关机关机n 在关机前必须执行关机命令在关机前必须执行关机命令sh

19、utdownu突然关掉电源，可能会导致文件数据丢失u例：内核的文件高速缓冲区。关机命令的功能之一是将高速缓冲区数据真正写到磁盘上。u仅特权用户有此权限n 死机死机uUnix系统稳定，应用程序不该导致死机u死机现象是由于系统内核态程序有问题，常常是一些外设的驱动程序有BUG12:161.3 使用系统命令使用系统命令12:16使用系统命令使用系统命令u在Shell提示符下就可以键入UNIX命令u与DOS不同的是组成命令的英文字母大小写有区别12:16查阅联机手册查阅联机手册n 联机手册内容联机手册内容u各种命令的说明书u系统调用的使用手册uC语言和其它语言的库函数手册u系统配置文件格式n 命令命令

20、u命令：man u命令名man，取自manual的前三个字母，UNIX中最常用命令一般由两到三个字母构成。12:16man命令命令n man 命令的用法命令的用法uman nameuman section name 一般章节编号： 1 命令 2 系统调用 3库函数u man -k regexp 列出与关键字(keyword)正则表达式regexp相关的手册目录n 手册页内容手册页内容u列出基本功能和语法格式u对于C语言的调用列出头文件和链接函数库u功能说明u有关的其它项目的名字和章节号u所遵循的UNIX标准12:16SCO系统系统man S sleep输出输出sleep(S) 6 Januar

21、y 1993 sleep(S) Name sleep - suspend execution for interval Syntax unsigned sleep (unsigned seconds) unsigned seconds; Description The current process is suspended from for the . . would have without the intervening sleep. See also alarm(S), pause(S), signal(S) Standards conformance sleep is conform

22、ant with: AT&T SVID Issue 2; X/Open Portability Guide, Issue 3, 1989;12:16date读读取取系统日期和时间系统日期和时间u读取系统日期和时间： 命令date Wed May 19 13:54:55 CST 2011u可以根据需要定制输出格式 date +%Y.%m.%d %H:%M:%S Day %j 2011.05.19 13:55:47 Day 140 date +%s 1299031380140指的是今天是今年的第140天格式控制字符串：第一个字母必须为+号，%Y代表年号，%m代表月份，%M代表分钟。%s 秒

23、坐标（从UTC1970开始），常用于计算时间间隔UNIX的命令往往有很多选项和复杂的功能，通过man date查阅联机手册u通过NTP协议校对系统时间：命令 ntpdate ntpdate 0. (设置时间，必须root用户) ntpdate q 0. (查询时间，普通用户也可以)ntpdate -q 0. server 26, stratum 2, offset 4.748574, delay 0.166022 Mar 10:14:00 ntpdate3171: step time server

24、26 offset 4.748574 sec12:16who：确定：确定有谁在系统中有谁在系统中n 命令命令who: 列出当前已登录入系统的用户列出当前已登录入系统的用户wujian tty00 Jul 5 14:49sun tty01 Jul 5 11:31liang tty03 Jul 5 15:50liang ttyp02 Jul 5 15:50dong tty11 Jul 5 09:45u第一列：用户名；第二列：终端设备的设备文件名u设备在文件系统中有一个文件名（同普通磁盘文件不同的是文件类型属于特殊文件），一般设备文件放于目录/dev下。终端设备文件的名字一般

25、为tty* （DOS中的设备文件CON）n 命令命令tty 可以打印出当前终端的设备文件名可以打印出当前终端的设备文件名n 命令命令who am i 可以列出当前终端上的登录用户可以列出当前终端上的登录用户12:16uptime，w和和sarn 命令命令uptimeu系统自启动后到现在的运行时间（年龄）u当前登录入系统的用户数u近期1分钟，5分钟，15分钟内系统CPU的负载平均调度队列长度n w命令（命令（Who & What）u列出终端的空闲时间（IDLE）uJCPU：终端上正在运行的作业占用的CPU时间（包括前台程序和后台程序）uPCPU：终端上正在运行的前台程序占用CPU时间uW

26、HAT列出终端上的用户正在执行什么命令n sar命令命令u打印系统活动报告12:16uptime和和w命令：举例命令：举例$ uptime10:35:22 up 18 min, 5 users, load average: 0.55, 0.73, 0.43$ w10:35:26 up 18 min, 5 users, load average: 0.51, 0.72, 0.43USER TTY FROM LOGIN IDLE JCPU PCPU WHATroot tty1 - 10:30am 0.00s 0.15s 0.01s w liang tty2 - 10:18am 1:43 0.05s

27、 0.01s ftp jiang tty3 - 10:19am 28.00s 0.08s 0.08s -bash song tty4 - 10:20am 1:47 0.04s 0.00s telnet fang tty5 - 10:20am 23.00s 0.11s 0.08s vim .profile12:16freefree检查系统内存使用情况检查系统内存使用情况free total used free shared buffers cachedMem: 506152 490772 15380 0 62032 133000-/+ buffers/cache: 295740 210412Sw

28、ap: 2048276 856 2047420n 第一行：内存总数 506MB,已使用490MB, 空闲15MB Linux为提高效率利用程序不用的内存缓冲磁盘信息，当前有62MB的buffer和133M的cachen 第二行：不计buffers/cache,程序用掉了295MB,有210MB空闲n 第三行：打印了磁盘Swap区的使用情况12:16vmstatvmstat检查系统负载检查系统负载vmstat 1procs -memory- -swap- -io- -system- -cpu- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id

29、 wa 1 0 856 13436 54520 155372 0 0 8 31 12 13 6 1 93 0 0 0 856 13312 54520 155372 0 0 0 0 1145 2190 29 3 68 0 uProcs r 等待运行的进程数b 处在非中断睡眠状态的进程数uMemoryswpd 交换分区使用情况 free 空闲的内存buff/cache : 被用来做为缓存的内存数uSwap 磁盘/内存的交换页数量，单位：KB/秒uIO 块设备I/O块数，单位：块/秒uSystem in: 每秒的硬件中断数(interrupt)，包括时钟中断cs: 每秒的环境切换次数(context

30、 switch)uCPU 按 CPU 的总使用百分比来显示us=user, sy=system,id=idle，wa=wait for disk I/O12:16toptop命令命令toptop - 09:54:31 up 33 min, 5 users, load average: 0.18, 0.21, 0.26Tasks: 160 total, 1 running, 159 sleeping, 0 stopped, 0 zombieCpu(s): 0.0%us, 0.7%sy, 0.0%ni, 99.3%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%stMem: 509

31、248k total, 423400k used, 85848k free, 101900k buffersSwap: 916472k total, 0k used, 916472k free, 181792k cached PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 2985 stud 20 0 2544 1208 904 R 0.7 0.2 0:00.09 top 2825 stud 20 0 8844 1556 908 S 0.3 0.3 0:00.59 sshd 1 root 20 0 2808 1696 1196 S 0

32、.0 0.3 0:02.71 init 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd uVIRT进程逻辑地址空间大小(virtual)uRES驻留内存数(Resident),也就是占用物理内存数uSHR与其他进程共享的内存数(Share)u%CPU 占用CPU百分比u%MEM占用内存百分比12:16passwd：更换口令：更换口令n 普通用户普通用户u使用passwd命令更改自己的上机口令，在更改前系统会先验证原来的口令n 超级用户超级用户u修改口令之前不验证旧的口令u可修改自己的口令，还可强迫设置其它用户口令u命令passwd liu将用户liu的

33、口令强迫设置为某一已知口令超级用户无法读取其它用户的口令当普通用户忘记口令时，可请求超级用户强设口令u修改超级用户root的口令时要特别注意n 口令的选取口令的选取12:16与其他用户通信：与其他用户通信：writen 步骤步骤u用who命令确定接收消息的用户现在是否已登录。用户未登录则无法使用write命令。uwrite用户名，如：write liangu键入消息u结束消息，用 Ctrl-dn 限制限制u如果对方处于拒绝消息状态，则通信失败。n 使用输入重定向使用输入重定向 u用法：write 用户名 文件名u举例：write liangmsg.liang12:16与其他用户通信：与其他用户

34、通信：talkn 步骤步骤u通信发起者liu：talk wangu用户wang的屏幕上出现一个消息，消息中含有应答talk应使用的命令u接收者wang：talk liuuliu和wang：从键盘输入信息，屏幕被分成上下两部分，两用户可以交互式键盘会话u通信结束：按Ctrl-C键或Ctrl-d键，终止n 使用限制使用限制u对方未登录或虽已登录但处于消息拒绝状态则失败utalk可以通过网络在不同主机的用户间通信12:16广播消息：广播消息：walln 功能功能u用于向所有登录用户广播消息（write to all）u例：超级用户使用这个命令，通知所有在线用户十五分钟之后要关机n 用法（与用法（与w

35、rite类似）类似）u从键盘输入消息，结束时按Ctrl-D键uwall info.text，重定向从文件中获取消息n 使用限制使用限制umesg n不能阻止wall发送来的消息显示在终端上uroot可以将wall的权限设置为不许其他用户使用12:16设置终端消息接受状态：设置终端消息接受状态：mesgn 不希望别人打扰不希望别人打扰u使用命令mesg nu可以拒绝write/talk消息n 允许接受消息允许接受消息u使用命令mesg yn 列出当前状态列出当前状态u使用命令mesg12:16与其他主机通信的几个命令与其他主机通信的几个命令12:16telnet：远程登录：远程登录n 用法用法u

36、举例 telnet 35 telnet u对方必须事先开启了TELNET服务u在Windows和其他系统中普遍支持客户端软件n 使用终端仿真程序的功能使用终端仿真程序的功能u进入本地的TELNET终端仿真程序的方法u断开TCP连接u设置终端类型u捕获上机的信息到文件中12:16ftp：文件传送：文件传送n 用法用法u举例 ftp 35 ftp u对方必须事先开启了FTP服务u在Windows和其他系统中普遍支持客户端程序12:16 ftp常用命令常用命令命令命令功能描述功能描述dirdir列出远端计算机的目录getget filename将远

37、端计算机文件传输到本地putput filename将本地计算机文件传输到远程计算机cd cd dir更改远程计算机的当前目录lcdlcd dir更改本地计算机的当前目录close close 关闭一个FTP连接open open host建立一个新的FTP连接，指定IP地址或主机名user user username在已建立的FTP连接上登录到其他用户mkdir mkdir dir创建新目录rmdir rmdir dir删除目录delete delete filename删除文件rename rename old new文件改名asciiascii设置ASCII码方式传送文件（默认方式）bi

38、nary binary 设置二进制方式传送文件hash hash 文件传送过程中打印#号标志进度。每个#号代表1K或者2Kbye bye 退出ftp12:16文本文件的格式文本文件的格式n Windows和和Unix文本文件结构的不同文本文件结构的不同u文本文件行的行尾不同UNIX：行尾处仅存换行字符Windows：行尾处存回车和换行两个字符u例:文件mini.txt，第一行为ab，第二行为xyzWindows中，文件的大小为9字节 61 62 0d 0a 78 79 7a 0d 0a在Unix中，文件的大小为7字节 61 62 0a 78 79 7a 0an ftp的的ascii方式和方式和binary方式方式u缺省方式为ascii方式n 相关命令相关命令udos2unix/unix2dos,todos/frodos（两种格式间转换）ufile（查看文件的数据类型，仅供参考）12:16其他几个实用程序其他几个实用程序12:16cal：打印日历：打印日历 n 用法用法u ca