os fundamentals

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特殊词汇

终端：是一个接口，提供输入输出功能，本质是一个运行Shell或命令行工具的窗口

Shell：是一个命令解释器，负责将用户输入的命令翻译为系统能够执行的操作，提供了一种与操作系统内核交互的方式，Linux中使用的是Bash（Bouren Again Shell，是Bouren Shell的增强版，广泛用于Unix和类Unix操作系统中），Windows中使用的是PowerShell

命令行（CLI，Command-Line Interface）：是用户通过键盘输入指令，与操作系统交互的方式，通常在终端中运行，由Shell提供支持，用于执行系统操作、运行脚本和管理文件

cmd：是Windows系统的命令提示符，是Windows自带的Shell，是Windows系统中最早期的命令行工具

sudo：全称superuser do，是在Linux系统中用于以超级用户权限（root）运行命令的工具，即类似于管理员权限，有些操作是普通权限无法直接执行的

apt：全称advanced package tool，是Linux发行版中用来管理软件包的命令行工具，可以通过用它来安装、升级、删除以及管理系统中的软件包

类Unix操作系统与Windows系统的区别

1. 系统架构

类Unix操作系统（如Linux、macOS、FreeBSD等）遵循Unix的设计原则，通常基于模块化的架构，一切资源（包括硬件设备）都被视作文件来进行操作。

Windows系统 采用的是单体架构，操作系统的很多部分紧密集成在一起，底层和应用层之间的界限不如类Unix系统明显。

2. 命令行和图形界面

类Unix操作系统：虽然大部分类Unix系统都有图形用户界面（如macOS的Finder、Ubuntu的GNOME桌面），但是系统的核心依赖于命令行界面（CLI）。CLI是这些操作系统的强项，用户可以通过命令行执行几乎所有的操作，支持脚本自动化。常用的命令行工具有ls、cp、mv、grep等。

Windows系统：Windows的操作系统更注重图形用户界面（GUI），用户通过窗口、按钮、图标等元素与计算机进行交互。虽然Windows也有命令行工具（如CMD、PowerShell），但它的设计初衷是以图形界面为主，并且许多操作默认是通过GUI进行的。

3. 文件系统

类Unix操作系统：Unix和类Unix操作系统采用统一的文件系统设计，一切都是文件，设备和文件是平等的。比如，硬盘、外部设备、网络、输入输出设备都被抽象为文件。最常见的文件系统是 ext4、HFS+（macOS）等。目录结构从根目录（/）开始，所有文件和目录都是从根目录分支出来的。

Windows系统：Windows的文件系统更依赖于驱动器字母（如C:、D:等）来表示不同的磁盘分区。Windows使用的文件系统主要是 NTFS（新技术文件系统），它在设计时并没有像Unix那样以统一的文件结构管理一切。

4. 用户权限管理

类Unix操作系统：Unix系统通常以严格的权限控制为特点。每个文件都有与之相关的访问权限（读、写、执行），并且有明确的用户和用户组机制。系统使用 sudo 或 su 命令来获取超级用户权限（root权限）。

Windows系统：Windows也有权限管理，但它的权限模型与类Unix系统不同。Windows有管理员账户，普通用户账户也可以在某些情况下提权为管理员。Windows权限控制更加基于用户账户和控制面板（例如通过UAC来提升权限）。

5. 多任务和多用户

类Unix操作系统：类Unix操作系统天生支持多任务和多用户，可以让多个用户同时操作同一台计算机，且相互隔离。它通过进程调度和分配来确保每个任务都能在适当的时间片上运行。

Windows系统：Windows也支持多任务，但通常是为单一用户提供服务。虽然Windows支持远程桌面和多用户功能，但它的多任务处理和多用户管理并不像Unix那样强调在同一台机器上多用户并发操作。

6. 开发和开源

类Unix操作系统：大多数类Unix操作系统（如Linux、FreeBSD）都是开源的，代码开放，任何人都可以查看、修改和分发。开发者可以自由定制操作系统，通常可以使用许多开源工具和库。

Windows系统：Windows是专有的商业操作系统，微软对其源代码进行严格控制，用户和开发者无法访问或修改底层代码。Windows也支持一些开源项目，但整体上不如类Unix系统开放。

7. 软件安装和管理

类Unix操作系统：类Unix系统有强大的包管理工具（如 apt、yum、brew 等），可以方便地从在线仓库安装和更新软件包。系统和软件的管理通常都依赖命令行。

Windows系统：Windows的安装和软件管理通常是通过安装程序（.exe、.msi 等）进行，用户需要手动下载安装文件并执行安装。Windows 10引入了Windows Store和PowerShell包管理，但整体上软件管理仍然以图形化界面为主。

9. 应用软件和生态

类Unix操作系统：类Unix系统有很多开源的开发工具和服务器软件，在开发者和服务器管理员中非常受欢迎。类Unix系统常用于Web服务器、开发环境等。

Windows系统：Windows在桌面应用软件和游戏生态上占据主导地位。许多商业软件、办公软件（如Microsoft Office）、游戏等都优先支持Windows。

总结：

类Unix操作系统：如Linux、macOS，注重命令行操作、开放源代码和强大的脚本自动化功能。适合开发者、系统管理员、服务器等专业领域。

Windows系统：以图形用户界面为主，适合日常办公、娱乐、游戏等。系统封闭，但易用性高，广泛应用于普通用户桌面。

两者的差异反映了不同的操作系统设计哲学：类Unix系统倾向于简洁、灵活、高度可定制，而Windows则侧重于用户友好和兼容性。

Linux

Linux是一个开源的操作系统内核，通常我们所说的Linux实际上是Linux发行版，是在内核基础上结合了各种软件包、工具和桌面环境构建而成的完整操作系统

就像Windows一样，Linux下有多个不同的发行版，有一些拥有图形化和可交互的用户界面，我使用的是WSL2下的Ubuntu22

在实际开发和部署中，Linux由于其：

  • 资源管理和性能优化方面的优异表现、服务器软件的运行效率

  • 丰富的开源生态和工具链、高度的灵活性和可定制性

  • 容器化和虚拟化更好的支持

而被广泛使用，且适合高负载的服务器环境

WSL(Windows Subsystem for Linux)

WSL是微软做的一个适用于Linux的Windows子系统，能让开发者在不需要使用虚拟机或双启动的情况下使用Linux的工具和环境进行开发

WSL 1：通过翻译 Linux 系统调用到 Windows 系统调用，实现了与 Linux 的兼容性。它不包含完整的 Linux 内核，而是依赖于 Windows 的内核来执行 Linux 命令 WSL 2：引入了一个真正的 Linux 内核，运行在一个轻量级的虚拟机中。这样，WSL 2 提供了更高的兼容性和性能，支持更多的 Linux 应用和功能

vs code提供了Remote - WSL扩展插件，允许在其中远程连接到WSL，提供了类似图形化的体验（我个人觉得是非常好用的，也不用盯着黑乎乎的命令行了哈哈哈）

WSLg

是微软为WSL2提供的内置图形界面支持，允许直接允许运行Linux GUI(graphic user interface，好像是这样拼的，不太确定，反正就是用户图形界面的意思哈哈哈)

WSLg默认在最新的 Windows 11 更新中启用，但我并没有安装特别多的GUI应用程序，下面提供一个例子：

在终端中输入下面命令安装gedit文本编辑器：

sudo apt update
sudo apt upgrade
sudo apt install gedit
gedit

这会在Windows上显示gedit的图形界面

Ubuntu

Ubuntu是Linux的一个非常流行的发行版，也是WSL支持的多个Linux发行版之一

可以通过直接在Microsoft Store（可能要挂梯子，反正我是挂了梯子才成功打开了这玩意）中搜索Ubuntu来安装发行版，通常22版的会比较稳定和安全，24版的就是最新的目前；安装完成后可以在命令行中启动Ubuntu，进入Ubuntu的命令行环境