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Day03-操作系统安装

2026-06-04
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Day03 操作系统安装

[TOC]

1. 驱动程序

1.1 什么是驱动程序

驱动程序(Device Driver) 是硬件厂商专门为自己的某款硬件设备开发的,用于驱动该硬件运行的专项程序。

1.2 驱动程序的特点

特点 说明
硬件相关性 每种驱动程序针对特定硬件型号开发
系统依赖性 必须遵循操作系统的接口标准
内核层级 运行在内核态,直接与硬件交互
即插即用 现代系统支持自动识别和加载驱动

1.3 驱动与操作系统关系

flowchart TD
    A["用户应用程序"] --> B["操作系统内核"]
    B --> C["驱动程序层<br/>(显卡/网卡/存储驱动...)"]
    C --> D["硬件设备"]

2. 操作系统安装原理

2.1 核心概念

概念 解释
操作系统本质 一种特殊的程序
安装 将程序文件存储到硬盘的过程
ISO 镜像 操作系统安装包的封装格式,本质是压缩包

2.2 安装流程

flowchart TD
    A["下载 ISO 镜像到 U盘/光盘"] --> B[制作启动盘]
    B --> C[插入启动盘到目标机器]
    C --> D[按下电源键]
    D --> E[BIOS 启动自检]
    E --> F[BIOS 根据 CMOS 配置查找启动盘]
    F --> G[读取启动盘引导扇区]
    G --> H[将 OS 代码加载到内存]
    H --> I[真正的 OS 接管系统]
    I --> J[将启动盘中的 OS 安装到本地硬盘]
    J --> K[安装完成]

2.3 安装步骤详解

步骤 操作 说明
1 下载 ISO 使用另一台机器下载操作系统镜像
2 制作启动盘 将 ISO 写入 U 盘或刻录到光盘
3 设置启动顺序 进入 BIOS/UEFI 设置从启动盘启动
4 加载安装程序 BIOS 将启动盘中的 OS 读入内存
5 执行安装向导 按提示完成分区、设置等操作
6 复制文件 将 OS 从启动盘拷贝到本地硬盘
7 安装引导程序 配置 GRUB 等引导管理器

3. 操作系统启动流程

3.1 完整启动流程图

flowchart TD
    A[按下电源键] --> B[硬件通电]
    B --> C["执行 BIOS/UEFI 程序"]
    C --> D{查找启动设备}
    D -->|找到| E[读取启动盘 MBR]
    D -->|未找到| Z[停止启动]
    E --> F["加载 Bootloader<br/>GRUB/LILO"]
    F --> G[Bootloader 加载内核]
    G --> H[内核初始化]
    H --> I[加载驱动程序]
    I --> J[启动系统服务]
    J --> K[显示登录界面]
    K --> L[用户登录]
    L --> M[进入操作系统]

3.2 启动各阶段说明

阶段 组件 作用
加电自检 BIOS/UEFI 检测硬件设备
引导加载 Bootloader 如 GRUB,负责加载内核
内核启动 Linux Kernel 初始化系统核心
服务启动 Systemd 启动系统服务
用户登录 Login 提供登录界面

3.3 MBR 与 Bootloader

硬盘第一个扇区(512 字节)的结构:

区域 大小 内容
引导代码区 446 字节 Bootloader 主代码
分区表 64 字节 4 个分区信息(每项 16 字节)
结束标志 2 字节 0x55AA,表示有效

Bootloader 常见类型:GRUB、GRUB2、LILO、Syslinux


4. 安装操作系统

4.1 虚拟机简介

使用 VMware Workstation 可以在物理机上创建多个虚拟计算机。

虚拟化模式 说明
桥接模式 虚拟机直接连接物理网络,与宿主机平级
NAT 模式 虚拟机通过宿主机上网
仅主机模式 虚拟机仅与宿主机通信

4.2 VMware 虚拟机层级结构

graph TD
    A[物理主机] --> B[VMware Workstation]
    B --> C[虚拟网络适配器]
    B --> D[虚拟磁盘]
    C --> E[虚拟机 1]
    C --> F[虚拟机 2]
    D --> E
    D --> F

4.3 常见 Linux 发行版

发行版 特点 适用场景
CentOS 7.9 企业级,稳定,免费 服务器
Rocky Linux 9.3 RHEL 替代,社区驱动 企业服务器
Ubuntu 22.04 LTS 桌面友好,更新快 桌面/服务器

5. Linux 目录结构

5.1 目录结构对比

特性 Windows Linux
结构类型 多根结构 单根结构
盘符表示 C:\D:\ /
路径分隔符 \ /
目录组织 按盘符分区 统一树形结构

5.2 Linux 单根目录树

graph LR
    root["/ 根目录"] --> bin["bin/ 常用命令"]
    root --> sbin["sbin/ 系统管理命令"]
    root --> etc["etc/ 系统配置文件"]
    root --> home["home/ 用户主目录"]
    home --> user["user/ 用户文件夹"]
    root --> rootdir["root/ 管理员主目录"]
    root --> var["var/ 变量数据"]
    root --> tmp["tmp/ 临时文件"]
    root --> usr["usr/ 用户程序"]
    root --> boot["boot/ 启动文件"]

### 5.3 分区与挂载点

在 Linux 中,分区需要**挂载**到目录才能使用:

| 分区 | 挂载点 | 说明 | 建议大小 |
|------|--------|------|----------|
| `/dev/sda1` | `/boot` | 启动文件 | 1-2 GB |
| `/dev/sda2` | `/` | 根目录 | 20-50 GB |
| `/dev/sda3` | `/home` | 用户数据 | 剩余空间 |
| `/dev/sda4` | `swap` | 交换分区 | 内存的 1-2 倍 |

---

## 6. 常用 Bash 命令

### 6.1 基础命令

| 命令 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| `echo` | 输出文本 | `echo "Hello World"` |
| `pwd` | 显示当前目录 | `pwd` |
| `cd` | 切换目录 | `cd /home` |
| `ls` | 列出文件 | `ls -la` |

### 6.2 网络相关

| 命令 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| `ip a` | 查看 IP 地址 | `ip a` |
| `ping` | 测试网络连通性 | `ping 8.8.8.8` |
| `curl` | 请求 URL | `curl http://example.com` |

### 6.3 权限相关

| 命令 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| `sudo` | 以管理员身份执行 | `sudo apt update` |
| `chmod` | 修改权限 | `chmod +x script.sh` |
| `chown` | 修改所有者 | `chown user:group file` |

### 6.4 常用命令示例

```bash
# 输出 hello
echo hello

# 查看 IP 地址
ip a

# 查看当前用户
whoami

# 切换到 root 用户
sudo -i

# 安装软件包(Ubuntu/Debian)
sudo apt update && sudo apt upgrade

# 创建目录
mkdir -p /data/project

# 查看系统信息
uname -a
cat /etc/os-release

7. OSI 七层协议(网络通信基础)

7.1 七层模型

层级 名称 主要协议 设备/单位
7 应用层 HTTP, FTP, SMTP, DNS 程序
6 表示层 JPEG, SSL, TLS 数据格式
5 会话层 NetBIOS, RPC 会话管理
4 传输层 TCP, UDP 端口
3 网络层 IP, ICMP, Router IP 地址
2 数据链路层 Ethernet, PPP, Switch MAC 地址
1 物理层 USB, 光纤, 同轴电缆 比特流

7.2 数据封装过程

flowchart LR
    A[应用层 Data] --> B[传输层 Segment]
    B --> C[网络层 Packet]
    C --> D[数据链路层 Frame]
    D --> E[物理层 Bits]
    
    style A fill:#90EE90
    style B fill:#87CEEB
    style C fill:#FFA500
    style D fill:#DDA0DD
    style E fill:#F0E68C

7.3 记忆口诀

“应表会传网数物”(All People Seem To Need Data Processing)

  • Application - 应用层
  • Presentation - 表示层
  • Session - 会话层
  • Transport - 传输层
  • Network - 网络层
  • Data Link - 数据链路层
  • Physical - 物理层

8. 本章小结

知识点 掌握程度
驱动程序概念 ⭐⭐⭐
操作系统安装原理 ⭐⭐⭐⭐⭐
系统启动流程 ⭐⭐⭐⭐⭐
Linux 目录结构 ⭐⭐⭐⭐
基础 Bash 命令 ⭐⭐⭐⭐
OSI 七层模型 ⭐⭐⭐⭐
原创

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