IT未経験者がLinuxを学びLPIC-1を取得したい!!【第1章システムアーキテクチャ】1/4

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以下参考書になります。必要な方は購入して一緒に勉強していきましょう!

また、ご指摘がある場合はコメントにて報告をお願いいたします。

 

※実際にLinuxを触らないと理解できないと思います。
Windows/Macともにほとんど同じインストール方法ですので以下の記事のWindows10.isoデータの箇所だけ読み替えしてインストールしてみてください。
VirtualBox CentOS インストール
ってGoogle先生で検索しても色々記事が出てきますので確認しましょう!

MacでWindowsを起動させたい!【VirtualBox】

 

第1章システムアーキテクチャ目次(全4記事)

 

 

ハードウェアの基本知識と設定

まずは基本的なシステムハードウェアを勉強していきましょう。

CPU

コンピュータの頭脳。演算処理を行う部品の事。
メモリ上からプログラムを読み出し、処理して実行という動作をする。
CPUには様々な種類があるがLinuxはたくさんの種類(アーキテクチャ※1)に対応しています。
GHz(ギガヘルツ)であらわされる周波数は、性能の指標の1つ。

※1アーキテクチャとは?
もとは建築における建築様式や工法、構造などを表す言葉。
ITの分野では、コンピュータやソフトウェア、システム、あるいはそれらの構成要素などにおける、基本設計や共通仕様、設計思想などを指すことが多い。
またCPUの種別を表す言葉としてよく使われるとの事。

 

 

メモリ

データを記憶する役割を持つ部品の事。
メモリに記憶された内容は、システムの電源が切れると消える。

 

 

ハードディスク

上記メモリは一時的な保管場所に過ぎない為、大きなサイズのデータや、
長期保存するデータはこのハードディスクに格納します。
システムに内蔵するタイプと、外部から接続する形態のものがあります。
また、ハードディスクなどの記憶装置をまとめて「ストレージ」と呼びます。

近年ではHDD(Hard Disk Drive)に代わって、SSD(Solid State Drive)も利用されてきています。

 

入力装置

キーボードとマウスが当てはまります。
コンピュータに情報を入力するための基本的なハードウェアの事。

 

拡張カード

マザーボードの拡張スロットに装着する形で様々な機能を提供する部品の事。
(デスクトップ型のパソコンの内部を見たことがある人はわかると思います)
サウンドカード、ビデオカード、ネットワークカードなど様々なカードがあります。
この拡張カードは取り外しをする場合は、システムの電源を切っておく必要があります。

 

USB機器

様々な周辺機器を接続する規格の事。
キーボード、マウス、外付けハードディスク、フラッシュメモリ(USBメモリ)、外付けDVDドライブなどに使われています。
USB機器は取り外しをする場合、システムの電源を切っておく必要がありません。

 

 

BIOS/UEFIについて

BIOSとはBasic Input Output System(入出力基本システム)の略語になります。
その名の通り、キーボードやハードディスクなどのデバイスを制御する基本的な制御プログラムです。
BIOSはコンピュータのマザーボードや拡張カードに搭載されたフラッシュROMに書き込まれています。
OSやアプリケーションはBIOSのインターフェース※2を利用して簡単にハードウェアへアクセスすることができます。
マザーボード上のBIOSは「システムBIOS」、拡張カード上のBIOSは「拡張BIOS」と呼ばれている。

※2インターフェースとは?
異なる2つのものを仲介する共用部品との事。

BIOSには次のような役割もある。

  • OSを起動するためのプログラムをディスクから読み込んで実行する。
  • デバイスの動作を設定する。
  • 基本的な入出力を制御する。

現在ではBIOSの後継となるファームウェア規格のUEFI(Unified Extensible Firmware Interface)が普及しています。
UEFIでは、一部OSにおける起動ドライブの容量制限がなくなったり、GUIベースのセットアップ画面を利用できるなど、様々な拡張が行われています。
BIOSとUEFIをあわせ、総称として「BIOS」という言葉が使われる場合もあるので注意が必要。

コンピュータの電源を入れると、システムBIOS/UEFIのメッセージが表示されます。
※起動直後「F2」や「F12」などを書いてある画面。
起動直後特定のキーを押すことによりBIOS/UEFIセットアップ画面に入ることができます。

BIOS/UEFIは多くの場合、以下のような設定が可能。

  • 日付や時刻設定
  • ディスクドライブや各種デバイスのパラメータ
  • キーボードの使用/不使用
  • 電源管理
  • 起動ドライブの順序
  • デバイスへのIRQ(Interrrupt Request:割り込み要求)の割り当て
  • 各種デバイスの使用/不使用

 

デバイス情報の確認

Linuxは、ハードウェアのアクセスを抽象化するデバイスファイルを持っています。
全てのハードウェアはこの「デバイスファイル」の読み書きを通してハードウェアにアクセスできるようになります。
デバイスファイルは「/devディレクトリ」以下にあります。
これらのデバイスファイルは、udevという仕組みによって自動的に作成されます。

Linuxカーネルが認識しているデバイスに関する情報の一部は「/procディレクトリ」以下のファイルで確認できます。

※catコマンドはファイルを閲覧するためのコマンドです。

また、別のコマンドを入力しても見れるとの事。

コマンドにオプションを付けることにより色々な事ができます。

 

USBデバイス

USB(Universal Serial Bus)は周辺機器を接続するために幅広く普及している規格です。
特徴として次のようなものがあります。

  • 最大127台までのUSBデバイスを接続可能
  • 様々なUSBデバイスを同一のコネクタで接続可能
  • 電源を入れたままの接続・取り外しに対応(ホットプラグ)
  • プラグ&プレイをサポート
  • USBポートからUSBデバイスに電源を供給可能

ハードウェアを利用するにはデバイスドライバが必要です。
USBの場合は、USBデバイス固有のデバイスドライバ(ベンダーが提供するドライバ)以外に、Linuxシステムに最初から搭載されている汎用のドライバ(クラスドライバ)もあります。
デバイスクラスの使用に沿ったUSBデバイスはクラスドライバで対応できるため、専用のデバイスドライバをインストールする必要がありません。

パソコンにUSBを挿入してすぐに反応するのはすでにデバイスドライバを用意されているからなんですね。

USBデバイスの情報を表示するには「lsusb」コマンドを使えば確認できます。

コマンドの前にに「man」を付けると付けられるオプションリストが表示されます。

このコマンドにはどんなオプションがあるのだろうか?というのを常に見る癖をつけましょう!(って経験者の方に言われました。)

 

udev

/debディレクトリ以下のデバイスファイルは、
udev(Userspace Device Management)という仕組みによって自動的に作成される。
仕組みとしては、デバイス(ハードウェア)が接続されると、カーネルがそれを検知。
/sysディレクトリ以下にデバイス情報を作成します。
/udevデーモン(udevd)は、そのデバイス情報を参照して、/devディレクトリ以下にデバイスファイルを作成します。

 

デバイスドライバのロード

デバイスを利用するために必要な制御プログラムをデバイスドライバと言います。
Linuxではデバイスドライバはカーネルの一部(カーネルモジュール)として提供されています。
必要なデバイスドライバをカーネルに取り込むことを「ロードする」と言います。
ロードされているカーネルモジュールを確認するには、「lsmodコマンド」を使います。

本来必要なデバイスドライバは自動的にロードされますが、手動でロードする場合には、「modprobeコマンド」を実行します。

 

今回はここまで。次回は「Linuxの起動とシャットダウン」を学習していきます。
ではまた!

第1章システムアーキテクチャ目次(全4記事)

 

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のぼじい

基本的に興味あるものは何でも手をつけます。でも3日坊主で終わることがしばしば笑 現在はPCサポートの仕事をしながら独学で、ブログ作成、LINEスタンプ作成、プログラミング、映像関係の勉強をしています。

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