我們知道四個同心圓的圖示中，最中心的底層是硬體，然後就是作業系統核心與系統呼叫，最後是應用程式。早期的作業系統， 也大部分由所謂的『多元程式處理系統』的概念開發而來。再者，在 1971 年由貝爾實驗室開發成功的 Unix 系統，就是個極致的作業系統！ 這個已經具有 50 年歷史的作業系統，可是當前所有常見作業系統的起源喔！如下所示 (維基百科)：

Linux 站在巨人的肩膀上，現在也成為巨人，讓其他人站在 Linux 的肩膀上了！Linux 從 1991 年開始開發起來，1996 年釋出 2.0 版的核心之後， 到目前也已經將近 30 個年頭，也真的是很成熟的一個作業系統軟體了。Linux 目前的核心開發，放置到底下的的網站上：

• https://www.kernel.org/

目前 (2020/05) 最新的版本是 5.6.12 了，在 3.0 以後，Linux 核心分為主線版本，然後還有包含穩定版本與長期支援版本等， 同時，目前的核心已經同時支援 x86 以及 ARM 的程式碼，因此，只要直接在該硬體上面編譯後，即可運作 Linux 核心程式喔。 至於長期版本就是針對某項設備所規劃開發的版本，大部分都針對手機系統的長期維護！

• Linux distributions

Linux 的版本都在 https://www.kernel.org 裡面，那就是所謂的 Linux 核心版本。但是，不能只有核心啊！還需要應用程式、開發工具與管理工具， 這些東西就得要有社團或者是商業公司來負責維護了！很多團隊就開始組合起來進行 Linux 系統上面的操作環境界面開發， 於是將底下這些東西兜起來，就變成了 Linux distributions，中文或者稱為 Linux 開發套件：

• Linux kernel + Software + Tools + Installation ==> Linux distributions

常見的 Linux 開發套件有：

• Red Hat Enterprise Linux, RHEL
• CentOS
• Fedora
• SuSE
• Debian
• Ubuntu

還有很多很多！讀者們可以自行上網查閱。

• Linux 的 GPL 授權

先說， Linux 不是免費軟體，Linux 是『自由軟體』: free software！

GNU 的 GPL 授權主要強調自由的學習，Free Software(自由軟體)是一種自由的權力，並非是『價格！』 舉例來說，你可以擁有自由呼吸的權力、你擁有自由發表言論的權力，但是，這並不代表你可以到處喝『免費的啤酒！(free beer)』， 也就是說，自由軟體的重點並不是指『免費』的，而是指具有『自由度, freedom』的軟體，史托曼進一步說明了自由度的意義是： 使用者可以自由的執行、複製、再發行、學習、修改與強化自由軟體。

GNU 的 GPL 授權有底下的權力與義務：

• 取得軟體與原始碼：你可以根據自己的需求來執行這個自由軟體；
• 複製：你可以自由的複製該軟體；
• 修改：你可以將取得的原始碼進行程式修改工作，使之適合你的工作；
• 再發行：你可以將你修改過的程式，再度的自由發行，而不會與原先的撰寫者衝突；
• 回饋：你應該將你修改過的程式碼回饋於社群！
• 不可修改授權：你不能將一個GPL授權的自由軟體，在你修改後而將他取消GPL授權～
• 不可單純販賣：你不能單純的販賣自由軟體。

由於自由軟體使用的英文為 free software，這個 free 在英文是有兩種以上不同的意義，除了自由之外，免費也是這個單字！ 因為有這些額外的聯想，因此許多的商業公司對於投入自由軟體方面確實是有些疑慮存在的！許多人對於這個情況總是有些擔心～

為了解決這個困擾，1998 年成立的『開放原始碼促進會 (Open Source Initiative)』提出了開放原始碼 (Open Source，亦可簡稱開源軟體) 這一名詞！ 另外，並非軟體可以被讀取原始碼就可以被稱為開源軟體喔！該軟體的授權必須要符合底下的基本需求，才可以算是 open source 的軟體。

• 公佈原始碼且用戶具有修改權：用戶可以任意的修改與編譯程式碼，這點與自由軟體差異不大；
• 任意的再散佈：該程式碼全部或部份可以被販售，且程式碼可成為其他軟體的元件之一，作者不該宣稱具有擁有權或收取其他額外費用。
• 必須允許修改或衍生的作品，且可讓再發佈的軟體使用相似的授權來發表即可。
• 承上，用戶可使用與原本軟體不同的名稱或編號來散佈。
• 不可限制某些個人或團體的使用權
• 不可限制某些領域的應用：例如不可限制不能用於商業行為或者是學術行為等特殊領域等等
• 不可限制在某些產品當中，亦即程式碼可以應用於多種不同產品中。
• 不可具有排他條款，例如不可限制本程式碼不能用於教育類的研究中，諸如此類。

為方便教師/學生可以在任何地方學習 Linux 作業系統，一個教學環境是需要事先建置的。除了使用實體機器原生的 Linux 之外， 虛擬化的環境更方便教師製作教學單元。因為虛擬化的環境軟/硬體可以模擬的完全一致，對於教師與學生的實作練習以及錯誤重現，都有很大的幫助。

• 註冊 gocloud 與登入

請依據貴單位的環境設定 (網際網路 IP 或 主機名稱)，直接以瀏覽器來連線到 Gocloud 系統，系統示意圖如下所示：

如果是第一次使用的學生，那就請先來註冊一下！按下如上圖的箭頭指向的地方，點下去就會出現註冊的項目了，如下所示：

一般來說，如果是學校單位，鳥哥建議如上述畫面所示，最好請學生依據自己的學號作為帳號，真實姓名作為姓名填寫， 這樣老師比較知道學生與帳號的對應，在考試出題與作答時，會比較清楚對應。如果沒有強調這一點，那學生註冊的姓名可能會比較傷腦筋。 等到註冊完畢後，還要等老師將你的帳號開通之後才能夠使用。因此，此時請稍微等待一小段時間喔！

等到老師將你的帳號開通，並且假設老師已經將硬碟製作好給你了，此時請回到登入畫面去輸入帳號與密碼欄位， 並按下登入系統或 [Enter]，那就能夠登入系統了。登入系統會出現如下的圖示：

畫面中最上方為學生可以操作的系統功能，其中比較常用的是：

• 啟動/關閉主機：讓學生可以 (1)啟動雲端虛擬機器，並打開 gocloud 的防火牆，取得連線的 URL； (2)虛擬機器運作中，可以抽換光碟； (3)可以強制關機 (直接斷電)。
• 課程磁碟復原：在虛擬機器關機的狀態下，可以將個人的磁碟復原到最原始的狀態，所以學生可以實際多操作數次，做完直接復原即可。
• 軟體下載：其實主要是針對 Windows 系統喔！可以安裝連線軟體，如此你的 windows/Linux 就可以使用 remote-viewer 這套軟體來取得雲端虛擬機器的終端界面。

• 啟動與管理虛擬機器

在你登入 Gocloud 網站系統後，點選『啟動/關閉主機』後，應該會得到如下的畫面。如果一切順利的話，那麼你應該會取得至少一個以上的硬碟環境。 如下圖的 2 號箭頭處。如果找不到任何硬碟，請與您的授課教師聯繫。選擇正確的磁碟後，請按下『開啟機器』的按鈕來啟動雲端虛擬機器。

如果一切順利，那麼你就會得到如下的畫面示意圖，基本上，我們最重要的是取得如下圖 1 號箭頭指的方框處的 URL (spice 開頭那項)， 請複製該項目，並且將他貼上 remote-viewer 所需要指定的 URL 方框中，按下連線 (Connect) 即可取得虛擬機器了！

remote viewer 軟體左上方主要有兩個基本功能可以選擇：

• View：可以將整個畫面放大到『全螢幕(Full Screen)』，要取消只要按下鍵盤功能鍵 [F11] 即可復原，也能夠放大、縮小畫面。
• Send key：可以傳送組合按鍵給虛擬機器，避免由於直接按下按鍵導致 windows 或用戶端自己其他作業系統的困擾。

另外請注意，由於目前你應該有兩個完全獨立的系統，一個是你自己的系統，一個是 Gocloud 的雲端虛擬機器， 若要操作 Gocloud 的雲端虛擬機器時，你應該要將滑鼠移動到 remote viewer 的視窗內，這樣才能夠完整的使用虛擬機器的資源！

取得雲端 Linux 機器後，就能夠開始操作 Linux 系統了。接下來先來學習如何登入 Linux、了解圖形界面、文字界面的操作差異， 並建立好『良好的操作行為』，這對於未來的幫助會很大的

• 圖形界面操作 CentOS

在等待登入的畫面中，(1)使用滑鼠左鍵將螢幕向上拉動，(2)或者是隨意在鍵盤上面輸入任意鍵，就會出現等待登入的畫面，如下所示：

你可以：

• 點選出現的人名 (你的帳號)，然後輸入密碼，即可登入系統；
• 點選『Not listed?』：接下來出現『Username』請填寫帳號，按下 [Next] 出現『Password:』請輸入正確的密碼， 然後按下 [Sign In] 即可登入系統。

本教材提供虛擬機的帳號與密碼為『student/mystdgo』，請依據此帳號密碼來登入系統。

如果一切處理順利，那就可以出現圖形化視窗。現在，請在登入的畫面上，按下左上角的『概覽』按鈕，然後在左側的『終端機』點一下， 就會出現如下畫面的環境了！

• 圖形界面元件認識

現在，請先按下『概覽』按鈕，然後將滑鼠向右移到視窗的邊界，就會看到類似如下的畫面：

上述的各個元件大致上是這樣功能：

1. 概覽：就有點像是整個畫面叫出活動範圍的按鈕，要看到上圖的畫面，就得點選『概覽』才行
2. 功能表：有點像以前的開始功能集，你需要的軟體，大部分都在這裡。例如上面畫面中，有瀏覽器、檔案總管、軟體倉庫、求助(救生圈)、終端機與程式集等。 點下各個按鈕，即可啟動該軟體。另外，你也可以在每個軟體上面按下右鍵，還有額外的選項可以挑選呢。
3. 虛擬桌面：CentOS 8 跟以前的版本不一樣，以前的版本我們可以自行預先定義出所需要的虛擬桌面，這一版則是當你有需要，才點下新的虛擬桌面即可。 如上圖所示，你在第 3 個箭頭處，有目前的桌面 (聚焦外環的項目)，以及另一個就是新的虛擬桌面，亦即有需要才有新的桌面的意思。
4. 控制台：這裡的項目有很多，包括亮度挑選、網路是否啟動與關閉、使用者名稱與登出功能、直接進入控制台功能、直接關機或休眠等， 相關內容有點像底下這樣：
5. 此虛擬桌面執行的軟體：這個與 3 號箭頭有關，亦即當你選擇虛擬桌面之後，在該虛擬桌面的軟體全部會展示出來，此時你就可以選擇你要執行的軟體了。

整個圖形界面大致如上介紹，底下請你自己探索一下整個系統內容吧：

• 文字界面登入

Linux預設的情況下會提供六個Terminal來讓使用者登入， 切換的方式為使用：[Ctrl] + [Alt] + [F1]~[F6]的組合按鈕。

系統會將[F1] ~ [F6]命名為tty1 ~ tty6的操作介面環境。 也就是說，當你按下[ctrl] + [Alt] + [F1]這三個組合按鈕時 (按著[ctrl]與[Alt]不放，再按下[F1]功能鍵)， 就會進入到tty1的terminal介面中了。同樣的[F2]就是tty2！ 按下[Ctrl] + [Alt] + [F1]就可以回到原本的 X 圖形界面中。整理一下登入的環境如下：

• [Ctrl] + [Alt] + [F2] ~ [F6] ：文字介面登入 tty2 ~ tty6 終端機；
• [Ctrl] + [Alt] + [F1] ：圖形介面桌面。

上面顯示的內容為：

1. CentOS Linux 8 (Core)
   顯示Linux distribution 的名稱 (CentOS) 與版本(8)；
2. Kernel 4.18.0-147.el8.x86_64 on an x86_64
   顯示 Linux 核心的版本為 4.18.0-147.el8.x86_64，且目前這部主機的硬體等級為x86_64。
3. localhost login:
   localhost 是主機名稱。至於login:則是一支可以讓用戶登入的程式。 你可以在login:後面輸入你的帳號後，按下 [enter] 就可以開始準備下個動作。
4. Password:
   這一行的出現必須要在上個動作按 [enter] 之後才會出現。 在輸入密碼的時候，螢幕上面『不會顯示任何的字樣！』 這是為了擔心使用者輸入密碼時，被偷看到『輸入的密碼長度』之故。
5. Last login: Sun Mar 1 16:37:30 on :0
   當使用者登入系統後，系統會列出上一次這個帳號登入系統的時間與終端機名稱！
6. [student@localhost ~]$ _：
   這一行則是正確登入之後才顯示的訊息， 最左邊的 student 顯示的是『目前使用者的帳號』，而@之後接的 localhost 則是『主機名稱』，至於最右邊的『 ~ 』則指的是 『目前所在的目錄』，那個 $ 則是『提示字元』

上述比較重要的資料在第 6 行，CentOS 的 bash 提示字元通常的格式就是『 [使用者帳號@本主機名 工作目錄]提示字元 』。 其中比較重要的項目是：

• ~ 符號代表的是『使用者的家目錄』的意思，他是個『變數！』。舉例來說，root的家目錄在/root， 所以 ~ 就代表/root的意思。而student的家目錄在/home/student， 所以如果你以student登入時，他看到的 ~ 就會等於/home/student
• 提示字元方面，在Linux當中，預設root的提示字元為 # ，而一般身份使用者的提示字元為 $ 。

另外，文字界面等待登入畫面的第一、第二行的內容其實是來自於/etc/issue這個檔案！

那麼如何離開系統呢？其實應該說『登出Linux』才對！登出很簡單，直接這樣做：

[student@localhost ~]$ exit

就能夠登出Linux了。但是請注意：『離開系統並不是關機！』 基本上，Linux本身已經有相當多的工作在進行，你的登入也僅是其中的一個『工作』而已， 所以當你離開時，這次這個登入的工作就停止了，但此時Linux其他的工作是還是繼續在進行的！

請使用一般用戶的身份登入 Linux 系統，同時啟動一個終端機在桌面上。現在讓我們來執行兩隻指令，確認一下如何操作系統與觀察輸出的資料。

[student@localhost ~]$ ls
Desktop  Documents  Downloads  Music  Pictures  Public  Templates  text1.txt  Videos

使用 ls 可以單純的列出檔名，就是上面列出的『Desktop Documents Downloads...』等等的資料。 不過並沒有顯示這個檔名相關的各項檔案權限資訊，包括時間、容量等等。若需要查閱比較詳細的資訊，需要使用 ll (LL 的小寫) 來處置。

[student@localhost ~]$ ll
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Desktop
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Documents
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Downloads
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Music
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Pictures
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Public
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Templates
-rw-r--r--. 1 student student 22  3月  1 16:12 text1.txt
drwx------. 2 student student  6  3月  1 15:35 Videos

第一堂課的此時，你需要注意的是最右邊的三個參數，分別是檔案容量、檔案最後被修改的日期、檔名資訊。 以『Pictures』檔名為例，該檔名的容量有 6bytes，而最後被修改的日期為『 3月 1 15:35 』。至於年份則是本年度的意思。

如果想要查閱根目錄 (類似 windows 的『電腦』項目)，則使用如下的指令：

[student@localhost ~]$ ll /
總計 24
lrwxrwxrwx.   1 root root    7  5月 11  2019 bin -> usr/bin
dr-xr-xr-x.   6 root root 4096  2月 26 09:15 boot
drwxr-xr-x.  20 root root 3260  3月  1 16:44 dev
drwxr-xr-x. 135 root root 8192  3月  1 16:49 etc
drwxr-xr-x.   3 root root   21  2月 26 09:10 home
lrwxrwxrwx.   1 root root    7  5月 11  2019 lib -> usr/lib
lrwxrwxrwx.   1 root root    9  5月 11  2019 lib64 -> usr/lib64
......

此時螢幕上顯示的為根目錄底下的檔名，而不是 student 的家目錄了。這個練習在讓操作者了解到，指令後面可以加參數 (parameters)。 而如果想要知道 student 家目錄底下有沒有『隱藏檔』時，可以使用如下的指令：

[student@localhost ~]$ ll -a
總計 36
drwx------. 15 student student 4096  3月  1 16:47 .
drwxr-xr-x.  3 root    root      21  2月 26 09:10 ..
-rw-------.  1 student student   44  3月  1 16:44 .bash_history
-rw-r--r--.  1 student student   18 11月  9 00:21 .bash_logout
-rw-r--r--.  1 student student  141 11月  9 00:21 .bash_profile
-rw-r--r--.  1 student student  312 11月  9 00:21 .bashrc
drwx------. 11 student student  244  3月  1 15:56 .cache
drwx------. 14 student student 4096  3月  1 16:36 .config
drwx------.  2 student student    6  3月  1 15:35 Desktop
......

可以發現多了相當多以小數點開頭的檔名，這些檔名在 ls 或 ll 時並不會出現，但加上『 -a 』這個『 選項 (Option) 』之後， 就會開始出現了。這個練習在讓操作者了解到，指令後面可以加『選項』來改變指令的處理行為。

• 歷史命令功能

Linux 的文字界面中，可以用幾個簡單的方式去檢查你曾經下達過的指令，最簡單的方法就是使用方向鍵『上與下』， 不但能夠呼叫出之前的指令，也能夠再透過方向鍵『左與右』，與鍵盤上的『home/end』按鍵，直接在一行指令的最前面與最後面直接再修改。 熟悉這個作法，可以讓你快速的編輯一行指令。

但是如果是太久之前做的指令，此時就能夠透過歷史命令『 history 』來呼叫出來。

基本上，所謂的『離開系統』應該也能稱為『關閉某個軟體』的意思。以 CentOS 8 來說，圖形界面是個軟體，終端機是個軟體，瀏覽器也是個軟體。 離開瀏覽器、離開控制台，都可以直接點選該軟體右上角的『 X 』即可關閉。但是對於終端機來說，由於終端機環境底下，你可能會有其他同步工作的任務在， 因此，要離開終端機或圖形界面，不建議直接點選『 X 』，最好可以輸入『 exit 』或『 logout 』或者是在沒有輸入任何資料的情況下， 按下 [ctrl]+d 來關閉該軟體。注意，是關閉該軟體，不是關機喔！底下為關閉終端機的建議方式：

• exit
• logout
• [ctrl]+d

要關閉圖形界面，就點選登出 (logout) 即可，登出前，最好按下『概覽』看一下所有的桌面，是否所有的軟體都已經關閉了？ 最好全部都關閉再登出比較好！那如果要關機呢？最好先檢查看看有沒有任何用戶在系統上？如果有，先讓該用戶登出， 等到全部都登出了，再關機比較好。觀察系統正上線的用戶，可以使用之前講過的 w 來查閱：

[student@localhost ~]$ w
 20:48:08 up  4:03,  3 users,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
 20:48:08 up  4:03,  3 users,  load average: 0.00, 0.00, 0.00
USER     TTY      FROM             LOGIN@   IDLE   JCPU   PCPU WHAT
student  :1       :1               16:47   ?xdm?  54.99s  0.02s /usr/libexec/gdm-x-session gnome-session
student  tty3     -                16:46    4:01m  0.03s  0.03s -bash
student  pts/0    172.16.200.254   20:45    0.00s  0.04s  0.01s w

看起來有個 student 在 tty3 登入了！我們先去到 tty3 登出後，再回到圖形界面來關機吧！從上面的結果我們也可以知道， 終端機界面使用的軟體為 bash，而圖形界面則是使用 gdm-x-session 這個軟體的意思。

至於 pts/0 則可能是 (1)在圖形界面啟動的終端機，或 (2)透過網路連線進來的終端機。並非本機的 tty1~tty6 。

從上表看來，目前確實僅有 student 在線上，若本機器並非伺服器，則此時應該可以進行關機的行為。關機可以使用如下的指令：

[student@localhost ~]$ poweroff

作業上傳時的注意事項：

1. 伺服器的詳細資料，以及相關傳輸軟體設定，請參考第一章的 1.5 節的內容。
2. 可以使用 MS office 的 word 或者是 libreoffice 的 writer 等軟體來撰寫你的作業，作業檔名可以使用 .doc, .docx 或者是 .odt 或者是 pdf 等格式，均可接受。
3. 若作業中有圖檔，請將圖檔降低水平解析度到 800 像素以下再貼到文章中，檔案容量以不超過 2Mbytes 為限。
4. 檔名請設定為： os_4XXXCYYY_unit09.doc (4XXXCYYY 是你的學號，請填正確，有分大小寫，請確認)
5. 請上傳到你家目錄底下的 os 目錄中 (若不存在，請自行建立該目錄)

開始本章節題目：

1. 請查詢 Linux 核心官網，寫下 (1)今天的日期以及 (2)此時核心的最新主線版本是多少？
2. 在 Linux 作業系統底下，你要移動到到 tty5 這個實體終端機界面，應該要按下哪些組合按鈕？
3. 承上，如果要回到原本的圖形畫面，怎麼按下組合按鈕？
4. 在你的家用電腦上面 (非系上電腦) 安裝 virt-viewer 軟體，以取得 remote-viewer 軟體，並請將安裝結果貼圖到 word 上面。
5. 在你的家用電腦 (非系上電腦) 透過 remote-viewer 連線到 gocloud 上面，並且取得 Linux 畫面，將登入畫面以及你的 windows 桌面截圖， 然後貼到 word 檔案上面，證明你在家裡面已經可以取得雲端 Linux 系統。
6. 請在 tty6 登入 root 這個帳號，然後回到你的圖形界面，打開終端機，輸入 w ，將結果截圖貼上來。
7. 打開瀏覽器，找到這個章節的網頁，請將摘要的部份複製。接下來，打開文書編輯器，將摘要的部份貼上去。貼完之後請按下儲存， 將檔名放置到 student 家目錄，取名為『 chapter_09.txt 』。將儲存後的結果，文書編輯器的畫面截圖貼上來。
8. 回到終端機，輸入 ll 這個指令，看看有沒有看到 chapter_09.txt，請將畫面截圖貼上來 (若沒有上述的檔名，應該就是儲存到錯誤的目錄了。)。