本文介紹的Linux作業系統是Ubuntu的服務版（也就是Server版）。該版本的作業系統沒有圖形界面，是以作業系統啟動後的界面和登陸後的界面隻有一行行的文字，我們隻能看到黑色的螢幕，具體如下。
圖1 Ubuntu登陸界面
可以看到，這裡隻能看到一個一閃一閃的光标。作為使用者，我們隻能通過鍵盤輸入一些指令來控制電腦。
下面是本号專注Linux作業系統使用和原理的圈子，很多文章會收集在圈子中，大家可以加入圈子，友善學習。
登陸系統
Linux是多使用者的作業系統，這個概念有兩層含義，一方面是在作業系統中可以有多個使用者，另外一方面是可以同時有多個使用者登陸使用。這就好像我們使用的購物網站（某寶或者某東）似的，每個人都有一個賬号，而且需要我們登入到系統，才可以使用。
登入的方法也很簡單，我們隻需要輸入使用者名和密碼，然後回車即可。下面登入系統的界面：
圖2 使用者名和密碼界面
如果使用者名和密碼都正确的話，那麼就成功登陸系統了。此時，作業系統會列印一些系統摘要資訊。在最下面是可以與作業系統互動的地方，這個可以互動的地方通常稱為指令提示符。本例中指令提示符主要由兩部分構成，也就是使用者名和主機名，本文都是itworld123。當然，這個與我們開始安裝的設定及登陸的具體使用者有關。
圖3 登陸成果後界面
如果我們安裝系統時設定的主機名不是itworld123，那麼對應的主機名部分就會有變化。同樣，如果我們登陸的是其它使用者，那麼使用者名字元串也會有相應的變化。這個主要用于提示我們登陸作業系統資訊。
為什麼要有這些資訊？因為在一個資料中心中可能有成千上萬台伺服器，而每個伺服器有會有多個使用者。如果沒有這些必要的資訊，我們在操作的時候就不清楚自己登入在哪台伺服器上，也不清楚使用的哪個使用者，這樣會給操作帶來非常大的不便。
另外，除了直接登入系統外，還可以借助軟體實作作業系統的登入。比如SecureCRT、XShell和Putty等等，還有最近國内的一個免費工具FinalShell。下面是XShell的界面，初次登陸後的内容如下，與直接登陸内容一緻。
圖4 通過XShell登陸界面
關于相關軟體的介紹本文暫時不做介紹，後續專門介紹相關的内容及原理。
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什麼是作業系統及Linux
雖然我們已經登入的Linux作業系統，但是我們仍然不會使用這個作業系統，基本上是一頭懵逼的狀态。
在具體使用作業系統之前，我們有必要了解一下作業系統的概念，這将有助于我們了解作業系統，并且有助于我們學習使用Linux作業系統。
作業系統是指控制和管理整個計算機系統的硬體和軟體資源，并合理地組織排程計算機工作和資源配置設定，以提供給使用者和其他軟體友善的接口和環境，它是計算機系統的最基本的系統軟體。
從對作業系統的定義中我們可以得出三點關鍵的資訊，具體如下：
1. 控制和管理計算機系統的硬體和軟體資源
作業系統實作了對硬體資源的控制和管理，這裡面主要的硬體資源是CPU（計算資源）和硬碟（存儲資源）。當然，除了上述硬體之外，還有輸入輸出硬體，比如傳統PC的滑鼠、鍵盤和顯示器，或者手機的觸摸屏。
作業系統對CPU和磁盤的管理是比較核心的内容。計算機的工作本質就是計算，而計算的輸入資料、中間資料和最終輸出資料通常需要存儲在某個地方，而這通常是硬碟。以PC機為例，如果我們想播放一個電影，那麼需要應用軟體（播放器）從硬碟讀取視訊檔案資料，經過計算後在顯示器進行呈現。而對于伺服器來說，計算仍然是核心，比如我們浏覽某電商的網站，出現在我們面前的商品資訊就是在伺服器計算後的結果。
2. 組織和排程計算機工作和資源配置設定
随着硬體技術的發展，硬體可以承擔更多的任務。比如目前很多CPU可以多大幾十個核心，也就是可以同時有幾十個程序處于運作狀态。作業系統需要實作對計算資源的排程和管理，進而實作資源的最大化利用。
3. 提供給使用者和其他軟體友善的接口和環境
這個特性對我們普通使用者最為明顯。以儲存設備為例，儲存設備是一個非常大的空間，比如1TB的硬碟有1萬億位元組，如果沒有作業系統很難對這麼大的空間進行使用。而作業系統通過其中的檔案系統簡化了對儲存設備使用的接口，使得普通使用者看到的是分級的檔案目錄樹結構。
有了對作業系統的整體性了解，下面我們介紹一下Linux作業系統中最終要的一個概念，也就是檔案系統。
Linux作業系統的檔案系統及目錄樹
在Linux作業系統中有一句名言，稱為“everything is a file.”，也就是一切皆檔案。在Linux作業系統中除了存儲資料采用檔案外，實體裝置、程序和配置等等都是以檔案的形态呈現。在Linux作業系統中所有這些内容構成一個目錄樹，而這個目錄樹的根為“/”。
如圖是一個簡化的Linux作業系統目錄樹，這裡面有目錄和檔案，其中bin、dev和home等等都是目錄。home目錄是一個比較特别的目錄，其下每個子目錄通常是以使用者名命名的，裡面存儲使用者專有的資料，比如itworld123就是該使用者的目錄。在itworld123下面有兩個檔案，xxx和yyy。這兩個檔案則是具體的檔案，該檔案假設為使用者建立的檔案，沒有具體的意義。
圖5 Ubuntu目錄樹
上圖是一個虛拟的目錄樹結構，我們可以通過Linux中的tree指令顯示作業系統的整個目錄樹結構。由于Linux作業系統目錄樹非常龐大，是以我們為了便于顯示，這裡隻顯示一級目錄（通過選項-L 1進行控制）的情況。
圖6 目錄樹執行個體
上面是Ubuntu Server版的情況，由于沒有安裝GUI界面，是以隻能通過指令的方式進行檢視。如果我們有桌面版的Ubuntu系統，那麼可以通過圖形界面的方式檢視檔案系統内容。這個跟Windows的“資料總管”非常像。
圖7 圖形界面（GUI）檔案目錄
通過前面的執行個體我們可以看出，在根目錄下面有很多子目錄。這些子目錄都是有具體的用途的，并非随意名命的。前面我們大緻介紹了一下home目錄，接下來我們介紹一下其它目錄。比如bin目錄是使用者存儲系統指令（程式）的目錄，很多系統内部指令都在該目錄下面。例如顯示目前目錄内容的ls指令，顯示系統程序的ps指令等等。boot目錄是存儲作業系統核心相關内容的目錄。dev目錄則是裝置相關的目錄，比如硬碟等裝置的資訊都以檔案的形式存儲在該目錄中。
關于Ubuntu目錄含義的詳細解釋我們後面專門寫一篇文章介紹，本文暫時不再詳細介紹。
Linux作業系統使用入門
廢話一籮筐，我們前面鋪墊了很多知識，但是仍然不知道如何使用Linux作業系統。現在，我們開始介紹如何使用作業系統。
前面我們了解了Linux作業系統的概念和檔案系統的概念，今天我們就介紹一下基本的檔案系統操作。在檔案系統中有2種資源類型，一種稱為目錄（檔案夾），另一種稱為檔案。目錄是用來組織檔案的，本身并不存儲使用者的資料；檔案則是存儲使用者資料的實體，比如音頻檔案、視訊檔案、文本檔案或者圖檔檔案等等。下面，我們就介紹一下跟目錄和檔案操作相關的指令（本文介紹pwd、ls、vi和cat）。
pwd指令
當我們通過某個使用者登陸Ubuntu系統時，我們會自動位于某個目錄下面。這個目錄就是使用者的主目錄。以itworld123為例，當我們登陸時就處于/home/itworld123目錄下。那麼怎麼确定我們目前時處于哪個目錄下呢？這個時候pwd指令就派上用場了。pwd的是print working directory的簡稱，也就是列印目前的工作目錄。如下圖是是執行該指令（輸入pwd，并回車）的結果。
圖8 pwd指令
ls指令
所謂工作目錄就是我們目前工作所處的目錄。此時所有的操作都是一個該目錄為基準的。比如如果我們想檢視目錄中的内容，此時可以用ls指令。ls指令是list的簡寫，用于顯示目錄中的内容，也就是某個目錄中的檔案和子目錄。
我們可以在目前目錄輸入ls，并回車，此時系統會執行ls指令。此時我們可能不會得到任何輸出，具體如下：
圖9 ls指令
這是因為這個目錄中隻有隐藏的檔案，沒有普通檔案。我們可以通過-a選項（a是all的縮寫）讓所有檔案顯示出來。具體結果如下：
圖10 ls指令顯示所有檔案
可以看到裡面的檔案和目錄了。這些檔案有一個特點，就是以點（.）開頭的，是以通常是隐藏狀态的。上述檔案都是系統檔案，主要是一些系統配置檔案。
ls指令的功能還要強大的多，比如我們想顯示每個檔案的詳細資訊，檔案大小，所屬使用者和權限等等，那麼我們可以通過-l選項（list的縮寫，表示以清單的方式呈現）。可以看到此時的執行結果就好像一個表格一樣：
圖11 ls指令顯示詳細資訊
這裡我們介紹了如何檢視目錄和檔案。那我們可以用Linux做哪些具體的工作呢？我們舉一個簡單的例子，比如我們基于Linux寫作，是的比如寫小說。此時我們就可以使用到另外一個指令，或者說工具了，那就是vi指令。
vi指令
vi指令是Linux中最常用的檔案編輯工具，它跟Windows的文本編輯器類似。比如我們要開始寫小說了，小說起名為mystory.txt。此時我們輸入vi mystory.txt，然後回車。
圖12 vi指令
此時我們進入了vi軟體内了，這裡沒有任何内容，隻有一個光标在不停的閃爍。此時，如果你試着輸入一些内容，可能會發現沒有任何反應。如果運氣好可能會有你輸入的字元。不得不承認使用vi作為例子可能略顯複雜，因為vi有很多種模式，不是每種模式都可以輸入文字的。vi複雜到可以單獨寫一本書，不過沒關系，我們可以先簡單的操作一下。
其實在初次進入是我們隻需要輸入小寫字母i（insert的縮寫）即可，此時vi進入插入模式，也就是可以編輯的模式。這是我們就可以正常輸入字元了。同時，我們可以看到最下面有一個提示内容（-- INSERT --），這表示目前vi處于插入模式，并且輸入了一些内容。
圖13 vi編輯模式
當我們寫完後如何儲存推出呢？這時就需要切換到指令模式了。在目前模式下按Esc鍵就可以進入指令模式了。
圖14 vi指令模式
在指令模式下輸入:wq并回車，即可将資料寫入檔案，并推出vi。如下是輸入:wq後，但是沒有回車時的狀态。此時表示該指令還沒有執行。
圖15 儲存退出
按Enter鍵後，vi推出。此時可以看到有一行提示資訊，其中包括檔案名，操作和摘要資訊（行數，字元數等）。
圖16 vi儲存退出
如果此時我們再執行一下ls指令，就可以看到新建立的檔案。
圖17 顯示檔案清單
cat指令
如何檢視一個文本檔案的内容呢？當然可以通過vi指令了。但是還有一個簡潔的指令，這就是cat指令。cat指令的使用很簡單，在這個指令的後面跟着檔案名即可。如下是執行結果。
圖18 顯示檔案内容
本文主要介紹了作業系統和檔案系統的基本概念，然後介紹了目錄和檔案的基本操作。通過今天的學習大家對于Ubuntu應該是一隻腳邁進了門了。至于在屋子裡面還有哪些東西，還請大家關注本号。
參考文獻
《鳥哥的Linux私房菜》
《作業系統概念 (第9版)》