关键词： Linux 磁盘分区

0. 概述

接触Linux有接近一年多的时间了，从一开始对它的恐惧和陌生，到现在Linux成为我日常使用的操作系统，虽然渐渐上手并熟悉，但中间始终缺乏系统性地提炼和总结。于是我想认认真真地通读一遍《鸟哥的Linux私房菜–基础学习篇》，并结合自己在实际工作中遇到的相关问题，做一个Linux基础系列的总结。

1. 计算机概论

• 计算机的五大单元包括输入单元、输出单元、CPU内部的控制单元、CPU内部的算术逻辑单元与内存。
• 数据会流进/流出内存，其命令是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内存。
• CPU按照设计理念主要分为精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）系统。
• CPU的外频指的是CPU与外部组件进行数据传输时的速度，倍频则是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数，两者相乘是CPU的频率速度。
• 主板芯片组一般分为北桥和南桥，北桥负责连接速度较快的CPU、内存与显卡等组件，南桥负责连接速度较慢的周边接口，包括硬盘、USB、网卡等。
• 个人计算机的内存主要组件为动态随机访问内存（Dynamic Random Access Memory, DRAM），DRAM只有在通电时才能记录与使用，断电后数据丢失。CPU内部的第二层缓存则使用静态随机访问内存（Static Random Access Memory, SRAM），SRAM体积小，速度快，但价钱高。
• 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（Read Only Memory, ROM）。

2. Linux的历史

1. 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。
2. 1977年由Bill Joy释出BSD（Berkeley Software Distribution），这称为UNIX like的操作系统。
3. 1984年由Andrew Tannenbaum制作出Minix操作系统，该系统可以提供源码及其软件。
4. 1984年由Richard Stallman提倡GNU项目，倡导自由软件（Free Software），强调其软件可以自由地取得、复制、修改与再发行，并规范出GPL授权模式，任何GPL（General Public License）软件均不可单纯仅销售其软件，也不可修改其软件授权。
5. 1991年由芬兰人Linux Torvalds开发出Linux操作系统。
6. 目前Linux内核的开发分为两种版本，分别是稳定版本的偶数版，如2.6.x，适用于商业与家用环境使用；一种是开发中版本，如2.5.x，适合开发特殊功能的环境。
7. Linux distributions是”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。

3. 主机规划与磁盘分区

3.1 Linux与硬件的搭配

硬件设备在Linux中的文件名：

更多的Linux内核支持的硬件设备与文件名，可参考连接。

3.2 磁盘分区

磁盘主要是由盘片、机械手臂、磁头与主轴马达所组成。数据写入的动作是在盘片上执行的。盘片又可细分为扇区（sector）与柱面（cylinder）两种单位，每个扇区大小为512bytes。

每个扇区并不是一样重要。整块磁盘最重要的是第一扇区，其记录了两个重要的信息：

• 主引导分区（Master Boot Record，MBR）：可以安装引导加载程序的地方，有446bytes。
• 分区表（Partition Table）：记录整块硬盘分区的状态，有64bytes。

在分区表所在的64bytes容量中，总共分为四组记录区，每组记录区记录了该区段的起始与结束的柱面号码。由于分区表就只有64bytes，最多只能容纳四个分区，这四个分区被成为主（Primary）或扩展（Extended）分区。

小总结：

1. “分区”的概念只是针对64bytes的分区表进行设置。
2. 硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息。
3. 这四组分区信息我们成为主（Primary）或扩展（Extended）分区。
4. 分区的最小单位为柱面（cylinder）。

Q:那么为什么要对磁盘进行分区？

1. 分区保证了磁盘内数据的安全性。每个分区内的数据是分开的。所以如果将某个分区的数据进行重新调整时，并不会影响到其它分区内的数据。
2. 分区提高了系统的性能。分区可以缩小从磁盘内读取数据的柱面范围，从而加快了数据的读取速度。

Q:那么是不是一块硬盘最多只能分成四个分区？

当然不是，我们通过扩展分区来记录更多的分区信息。扩展分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息，扩展分区本身并不能被拿来格式化。由扩展分区继续切出来的分区，被成为逻辑分区。

小总结：

1. 主分区与扩展分区最多可以有四个（硬盘的限制）。
2. 扩展分区最多只能有一个（操作系统的限制）。
3. 逻辑分区是由扩展分区持续切割出来的分区。
4. 能够被格式化后作为数据访问的分区为主分区与逻辑分区，扩展分区无法格式化。

开机流程到操作系统之前的流程：

1. BIOS: 开机主动执行的韧体，找到第一个能够开机的设备。
2. MBR: 第一个可开机设备的第一个扇区内的主引导分区块，内包含引导加载程序。
3. 引导加载程序（Boot Loader）：用来读取内核文件并将其执行的软件。
4. 内核文件：开始操作系统的功能。

挂载的概念：”挂载”就是利用一个目录当成进入点，将磁盘分区的数据放置在该目录下，即，进入该目录就可以读取该分区，这个操作我们称为”挂载”，进入点的目录我们称之为”挂载点”。

4. Linux在线求助

4.1 Linux中重要的热键

1. [Tab]按键

   [Tab]具有”命令补全”与”文件补齐”的功能。
   [Tab]接在一串命令的第一个命令的后面，则为”命令补全”。
   [Tab]接在一串命令的第二个命令以后时，则为”文件补齐”。

2. [Ctrl]-c按键
   [Ctrl]-c是中断目前程序的按键。
3. [Ctrl]-d按键
   [Ctrl]-d代表着键盘输入结束，直接离开文字界面（相当于输入exit）。

4.2 man page

当想要在命令行里查询相关命令的使用方法，可以使用man命令来查看。

1

$ man date

命令行显示的结果为DATE(1)，括号里的数字是有含义的，具体含义如表所示：

4.3 正确的关机命令使用

• 将数据同步写入硬盘中的命令：sync
• 惯用的关机命令：shutdown
• 重启、关机： reboot, halt, poweroff

惯用的关机命令： shutdown

shutdown可以达成如下的工作：

• 可以自由选择关机模式：使要关机、重启或进入单用户操作模式均可。
• 可以设置关机时间：可以设置成现在立刻关机，也可以设置某一特定时间才关机。
• 可以自定义关机消息：在关机之前，可以将自己设置的消息传送给在线用户。
• 可以仅发出警告消息：有时要告诉用户某段时间要注意一下，这个时候可以使用shutdown来通知用户，但却不是真的要关机。
• 可以选择是否要用fsck检查文件系统。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

$ shutdown [-t 秒] [-krhfFnc] 时间 [警告消息]
-t sec ：-t后面加秒数，几秒后关机
-k     ：不是真的关机，只是发送警告消息
-r     ：在将系统的服务停掉之后就重启（常用）
-h     ：将系统的服务停掉之后，立刻关机（常用）
-f     ：关机并开机之后，强制略过fsck的磁盘检查
-F     ：系统重启之后，强制进行fsck的磁盘检查
-n     ：不经过init程序，直接以shutdown的功能来关机
-c     ：取消已经在进行的shutdown命令内容

举例：

1
2
3
4

$ shutdown -r +30 'The system will reboot'
三十分钟后系统会重启，并将消息显示给所有在线的用户
$ shutdown -k now 'The system will reboot'
仅发出警告，系统并不会关机