【每日一题】Linux操作系统及基础知识之前

在说Linux操作系统及基础知识之前，先回顾下前面说过的。

计算机的最底层是各种硬件，硬件资源是独立的，这里指的是在单个CPU的系统平台上。为了能够实现在同一个计算机上同时运行多个程序，我们有了通用管理软件叫内核，它知识个平台，不提供任何具特定的任务，仅仅是将硬件所提供的计算能力抽象出来，并提供给上层其他软件。只不过它的提供方式叫做系统调用System Call。系统调用过于底层，所以使得程序员使用系统调用来开发程序是非常麻烦的seo系统基础知识，因此就有了库。

库就是将一个或多个系统调用的功能封装起来做成更高级的调用接口，但是也说过库是一个可执行程序，无法独立执行，必须被调用以后才能执行的。当然这里所说的库，通常指的是共享库或者叫动态共享库，后面会说动态库和静态库有什么区别。在库的上层就是我们个各种应用程序，这些应用程序根据不通的需要是各种各样的。比如说像shell就是独特的用户界面，也有可能是个KDE图形化界面访问接口，shell在之前讲解操作系统的发展史的时候有详细说过，这里不再赘述，这就是我们的整个操作系统的结构。

因此我们的电脑装完linux也好，装完windows也好，整个系统的组成也无非就是这些东西。Windows的内核大家可能从来没有看到过，但是windows里面的很多库文件大家肯定看到过。不知道大家有没有留意过装完windows以后在windows的某些目录下有一堆的dll文件。dll文件是什么东西呢？叫Dynamic Link Library动态链接库,听说过吗？所以dll是一种简称，叫做动态链接库。那些dll文件就是库文件。因此我们装一个软件，系统可能告诉你缺失某个dll文件无法运行这种情况，因为一个软件的运行它有可能要调用共享库，如果这个库缺失了那很软件就无法正常运行。而在我们的Linux上，这些库的名字不叫DLL，而叫.so的文件。so叫做shared object我们称叫共享对象。其实它们也被称为叫dso 叫动态共享对象dynamic shared object。这是前面讲解提到的整个操作系统的组成结构。

想要做一个操作系统其实也非常之简单，你只需要提供内核，提供些库或者提供软运行软件，如果这软件依赖于某些库，就把这库也给他提供好就足以运行起来了。而对我们来说一个可以使用的操作系统，最关键的应用程序是所依赖的库、一个内核和可以跟系统进行交互的shell，这个操作系统就完全可以跑起来了，只不过没有别的功能而已。当然我们需要什么功能往里面给它加什么应用程序即可，就这么简单。而一个bash shell大小约1M，一个库1M，内核2M加起来完全可以跑起来。

所以一个最小的Linux我们可以把它做了2-3M的样子就可以完全跑了，这就是操作系统的核心。或者一个操作系统从根本概念上来讲它的整个结构。所以你不要把它想的太复杂，至于说我们的操作为什么装出来那么大，各种文件它无非就是在这整个主线上的补充而已。比如说我们需要用的外部服务器程序，你只需要找一个可运行的外部服务器程序以及他所依赖的库给他填充在刚才我所说的这个系统即可。我们windows系统装出来为什么那么大，他自己提供了很许许多多的乱七八糟的东西，这东西未必是我们需要的seo系统基础知识，但你不得不装。当然了为了一些非常炫的效果，他比方提供图形界面，它里面可能会装很多图片，而这些图片本身是非常占用空间的，所以这就是它为什么那么大的原因。实际上操作系统本身是很小的。这是之前说过的linux的基础概念知识。

Linux系统在启动后会给我们提供一个登录界面，这个登录界面说白了就是验证用户的身份的。一般而言每一个使用者都应该有个用户名。用户名是什么呢？

操作系统里边有很多的资源文件啥的，这些文件可能会被不同的人所使。例如用户张三在操作系统里所创建的文件不期望被其他人访问到该怎么办。需要系统必须要在这个文件上附加权限，什么叫权限呢？我设定一下某个人或某些人不允许或者允许访问这个文件，这就是权限的设定了，或者你访问资源的能力的设定。问题是这个权限我设定以后我怎么去说这个文件能够被谁访问和不能被谁访问

现实中我们有Jerry和Rose，因此我们必须要把他们和杰瑞这种身份标识也给映射到我们系统里边来，这就是所谓用户名的概念。当然对我们用户来讲，我们用的是用户名，其实计算机所能够处理的最快的资源不是字符而是数字。而且我们的计算机或者文操作系统识别每个用户靠的是数字，是用户的ID号，称为用户ID。用户名是公开的，所以用户名不能用作限定用户是否可以访问资源的认证标识，所以接下来还要说明另外一个叫认证标识或者叫认证机制。什么叫认证用呢，单词叫做authentication，认证的过程说白了就是鉴别用户或者某个人就是他所声称的那个人的一种机制这叫过程就叫认证。密码是一种认证机制，其实还有很多的生物识别技术以及其他形形色色的各种技术这些都可以称为叫认证机制。

只不过我们最常用的方法就是密码，密码这种机制或者密钥。但是认证并不意味着全部。认证完成之后还要完成资源的授权。授权之后是不是就完全够了呢？其实还有审计这一操作，当然审计对计算机而言大多数都是通过日志来完成的。就是你干了什么我把它记录下来，这称叫日志。现在说的基本上都是linux的基本思想概念。以后在我们整个使用计算机的过程中处处都会体现出来，所以理解了这些东西对于后期理解使用计算机是非常有帮助的。

现在姑且不管审计是如何实现的，那认证和授权对对大家而言应该很熟悉了，比如说像Linux系统刚刚启动的时候，要求我们进行登录，输入用户名，然后输入密码就可以正常登录。正常登录以后系统给我们提供的是什么呢？叫命令提示符 prompt。意味着我们在底下可以输入命令了，既然叫命令提示符，所输入这个一定得是命令才成，这个命令既可以是二进制的程序也可以是脚本文件。只不过对于内核而言，它是严格区分两种不同的文件。

前面提到过一个程序在启动的时候它到底是如何能够被启动起来的呢？到底为什么能执行起来？这个现在先不过于深入的去了解，但是大家要明白，一般来讲一个可执行文件它必须有一个程序的执行入口，前面章节还提到过库虽然可执行，但是是没有执行入口的，因此一个程序必须要有执行入口。那怎么才能有执行入口呢？二进制的执行文件开头处有一个特殊字符或者有几个字节是非常独特的标识，这个我们来称个叫程序的魔术叫magical，不是刘谦的那个魔术啊，这个magical可以标示这个二进制程序的执行格式，还需要理解的是在windows上所执行程序的魔术和在Linus上所执行的程序的魔术是不一样的，他们所理解的二进制的格式也是不尽相同的，所以就算两者的库完全一样，也不一定能够相互运行成功。

大家写Linux脚本的时候，应该知道比如说我们在脚本开始时候输入的什么井号叹号，什么bin/bash等等,脚本第一行必须得这样写，为什么呢？其实这就是给我们这样一个文件指定一个魔术，但一定要记得当一个程序被启动的时候，这个程序的执行入口或者这个程序就被提交给内核了。之前也提到了内核的功能之一的进程管理功能、文件系统管理、驱动程序管理等等。

当我们在命令提示符底下输入一个命令并敲回车的时候，这么个执行程序就会被提交到内核，有bash shell提交给内核，内核接着就去找这个执行程序的魔术，看它是不是一个可执行格式以及是不是当前内核可以理解的可执行格式，如果是就执行起来了，否则就要拒绝运行。当然到底是不是会真正执行还要取决于权限等各种复杂的外围机制，现在没说这么复杂，但要理解这个概念。所以程序必须得有执行入口，这个执行入口就是用于标识它的魔术等各种以及这个程序的执行格式。

那命令怎么去使用，上一章节有讲到过命令格式，这里就不再赘述了。在Linux中目录仅仅是个路径映射而已，后面讲到文件系统的时候会详细说明为什么，目录到底什么什么东西？大家先知道其实目录也是一种文件，只不过这种文件比较独特，它是一种路径映射文件。那在我们系统上为什么要用到路径呢，其实也很容易理解，这只是为了能够实现层次化文件管理的一种机制，想象一下我曾经说过如果说我们把全国人民放在同一个范围内进行编标识的话，引用起来是不是非常非常麻烦，所以我们把全国人民分成了各个区域，每个区域下还有子区域，子区下还有子子区域。子又生孙孙又生子是不是大概就这概念。层次性的结构可以实现很快的利用非常短的路径去快速追溯一个目标。这就是所谓的为什么要实现层次化，实现文件管理的。而这样一个层次化文件管理的机制叫做文件系统File System。

在我们的整个Linux上,所有的文件肯定都属于当前系统,那因此它有个制高点，从这个位置开始你能找到所有文件，这就是我们的最大范围，在这个范围内我们有很多的子目录，子目录里边有子子目录，这种结构把它称作树形结构。最上头的把它称为叫根，向下的有一级子目录，二级子目录等等。我们要找到某一个特定文件就顺着这个文件在哪一个目录下，从根开始到一级目录、二级目录…最后就可以找到这个文件了。这种表示从根开始往下找的这种机制，这种把它叫做绝对路径。

那什么叫相对路径呢，有绝对就有相对，我不知道各位有没有留意过，任何时候当你登录系统以后，你一定会处在某个目录当中，比如说我打开windows默认就处在桌面上对不对，桌面其实也是一个目录，所以你只要登录系统以后无时无刻或者每时每刻都处在某个目录上，这个目录我们把它称为叫做当前目录，也叫工作目录。假如说你站在这个位置，我让你去找这个文件，你还非得从根去找没有必要，因为他在当前路径下时候就有。所以什么叫相对路径，相对于当前所处位置的路径，我们称呼讲相对路径。

这章先讲到这，下章继续讲解Linux系统一级目录的详细作用。