Shell脚本编程（一）
开启shell脚本编程前，为了很好理解命令行和shell在Linux系统架构中的位置，需要对Linux系统做一个扫盲，未接触Linux的同学，可能会被各种Linux发行版、软件版、LiveCD和GNU之类的术语搞懵。
1.首先，什么是Linux系统
Linux可划分四个部分：
- Linux内核
- GNU工具
- 图形化桌面环境
- 应用软件
Linxu系统.png
1.1 Linux内核
Linux系统的核心是内核。内核控制着计算机系统上的所有硬件和软件，在必要时分配硬件，并根据需要执行软件。
内核主要负责的四种功能：
- 系统内存管理
- 软件程序管理
- 硬件设备管理
- 文件系统管理
1 系统内存管理
操作系统内核的主要功能之一就是内存管理。内核不仅管理服务器上的可用物理内存，还可以创建和管理虚拟内存（即实际并不存在的内存）。
内核通过硬盘上的存储空间来实现虚拟内存，这块区域称为交换空间（swap space）。内核不断地在交换空间和实际的物理内存之间反复交换虚拟内存中的内容。这使得系统以为它拥有比物
理内存更多的可用内存。
Linux系统内存映射.png
2 软件程序管理
Linux操作系统将运行中的程序称为进程。进程可以在前台运行，将输出显示在屏幕上，也可以在后台运行，隐藏到幕后。内核控制着Linux系统如何管理运行在系统上的所有进程。
内核创建了第一个进程（称为init进程）来启动系统上所有其他程。当内核启动时，它会将init进程加载到虚拟内存中。内核在启动任何其他进程时，都会在虚拟内存中给新进程分配一块专有区域来存储该进程用到的数据和代码。
一些Linux发行版使用一个表来管理在系统开机时要自动启动的进程。在Linux系统上，这个表通常位于专门文件/etc/inittab中。
另外一些系统（比如现在流行的Ubuntu Linux发行版）则采用/etc/init.d目录，将开机时启动或停止某个应用的脚本放在这个目录下。这些脚本通过/etc/rcX.d目录下的入口（entry）①启动，这里的X代表运行级（run level）。
Linux操作系统的init系统采用了运行级。运行级决定了init进程运行/etc/inittab文件或
/etc/rcX.d目录中定义好的某些特定类型的进程。Linux操作系统有5个启动运行级。
运行级为1时，只启动基本的系统进程以及一个控制台终端进程。我们称之为单用户模式。
单用户模式通常用来在系统有问题时进行紧急的文件系统维护。显然，在这种模式下，仅有一个
人（通常是系统管理员）能登录到系统上操作数据。
标准的启动运行级是3。在这个运行级上，大多数应用软件，比如网络支持程序，都会启动。
另一个Linux中常见的运行级是5。在这个运行级上系统会启动图形化的X Window系统，允许用
户通过图形化桌面窗口登录系统。
Linux系统可以通过调整启动运行级来控制整个系统的功能。通过将运行级从3调整成5，系
统就可以从基于控制台的系统变成更先进的图形化X Window系统。
3 硬件设备管理
内核的另一职责是管理硬件设备。任何Linux系统需要与之通信的设备，都需要在内核代码
中加入其驱动程序代码。驱动程序代码相当于应用程序和硬件设备的中间人，允许内核与设备之
间交换数据。在Linux内核中有两种方法用于插入设备驱动代码：
编译进内核的设备驱动代码
可插入内核的设备驱动模块
以前，插入设备驱动代码的唯一途径是重新编译内核。每次给系统添加新设备，都要重新编
译一遍内核代码。随着Linux内核支持的硬件设备越来越多，这个过程变得越来越低效。不过好
在Linux开发人员设计出了一种更好的将驱动代码插入运行中的内核的方法。
开发人员提出了内核模块的概念。它允许将驱动代码插入到运行中的内核而无需重新编译内
核。同时，当设备不再使用时也可将内核模块从内核中移走。这种方式极大地简化和扩展了硬件
设备在Linux上的使用。
Linux系统将硬件设备当成特殊的文件，称为设备文件。设备文件有3种分类：
字符型设备文件
块设备文件
网络设备文件
字符型设备文件是指处理数据时每次只能处理一个字符的设备。大多数类型的调制解调器和
终端都是作为字符型设备文件创建的。块设备文件是指处理数据时每次能处理大块数据的设备，
比如硬盘。
网络设备文件是指采用数据包发送和接收数据的设备，包括各种网卡和一个特殊的回环设
备。这个回环设备允许Linux系统使用常见的网络编程协议同自身通信。
Linux为系统上的每个设备都创建一种称为节点的特殊文件。与设备的所有通信都通过设
备节点完成。每个节点都有唯一的数值对供Linux内核标识它。数值对包括一个主设备号和一
个次设备号。类似的设备被划分到同样的主设备号下。次设备号用于标识主设备组下的某个特
定设备。
4.文件系统管理
Linux内核支持多种类型的文件系统的读写，如下表格所示类型：
image.png
Linux内核采用虚拟文件系统（Virtual File System，VFS）作为和每个文件系统交互的接口。这为Linux内核同任何类型文件系统通信提供了一个标准接口。当每个文件系统都被挂载和使用时，VFS将信息都缓存在内存中。
