第零单元: Linux 概论

为什么 AI 时代需要 Linux？

黄玮

2026-02

Topic 1: 为什么 AI 时代需要 Linux?

核心问题

“AI 已经发展到动动嘴就可以写代码、操作系统和软件了，为什么还需要学习 Linux？”

AI 是副驾驶，你是机长

AI (Co-pilot) vs Human (Captain)

  • AI 的幻觉: AI 是概率模型，可能生成 rm -rf / 这样看似合理但危险的命令。
  • 确定性基石: Linux 是确定性系统。你需要具备审计能力，才能安全驾驶。
  • 案例: AI 建议的防火墙规则可能是错误的，只有懂网络栈的人才能发现并修正。

Linux: AI 的基础设施

AI Training & Inference

  • 训练与推理: PyTorch, TensorFlow, CUDA 均原生运行在 Linux。
  • 物理层: 不懂 Linux，无法优化 GPU，无法排查驱动问题，无法部署集群。
  • 排障 (Debugging): 当系统崩溃时，AI 难以获取完整上下文，你需要 strace, tcpdump 等工具进行兜底。

网络安全战场

Attack & Defense

  • 攻防工具: Metasploit, Kali, C2, WAF, SIEM 均基于 Linux。
  • 漏洞挖掘: 缓冲区溢出、提权、容器逃逸，深度依赖内存管理与内核机制。
  • 代码审计: 必须有能力审计 AI 生成的脚本，防止供应链投毒。

Topic 2: Linux 简史与哲学

什么是 Linux?

“Linux is a clone of the operating system Unix, written from scratch by Linus Torvalds with assistance from a loosely-knit team of hackers across the Net.”

  • Kernel (内核): 硬件与软件的桥梁 (CPU, Memory, Devices)。
  • OS (操作系统): Kernel + GNU Tools + Shell + Desktop。

极简历史

  1. Unix (1969): 贝尔实验室 (Ken Thompson, Dennis Ritchie)，商业化，昂贵。
  2. GNU (1983): Richard Stallman, “GNU’s Not Unix”, 自由软件运动 (GPL)。
  3. Linux (1991): Linus Torvalds, 个人爱好项目，开放源代码。
  4. Open Source Explosion: Linux Kernel + GNU Tools = 完整的自由操作系统。

Linux 哲学

  1. Everything is a file: 硬盘、键盘、屏幕、网络连接，都是文件。
  2. Keep It Simple and Stupid (KISS): 每个工具只做一件事，并把它做好 (ls, grep, awk)。
  3. Pipe (管道): 组合简单工具完成复杂任务 (|)。

Topic 3: 发行版与环境选择

发行版 (Distributions)

Kernel 只有一个，发行版有成千上万。

  • Debian 系: Ubuntu, Kali. 使用 apt / .deb. (稳定，社区庞大)
  • RedHat 系: RHEL, CentOS, Fedora. 使用 dnf / .rpm. (企业级，严谨)
  • Arch 系: Arch, Manjaro. 使用 pacman. (滚动更新，极客)

为什么选择 Ubuntu?

  1. AI 首选: NVIDIA 驱动、深度学习框架通常最先支持 Ubuntu。
  2. WSL 默认: Windows Subsystem for Linux 默认发行版。
  3. 社区支持: 遇到问题最容易搜到答案 (StackOverflow)。

为什么选择 LTS?

Long Term Support (长期支持版)

  • 稳定性: 经过严格测试，不会轻易引入破坏性变更。
  • 支持周期: 通常 5 年安全更新 (非 LTS 只有 9 个月)。
  • 生产环境标准: 服务器、企业应用首选。
  • 本课程选择: Ubuntu 22.04/24.04 LTS。

Topic 4: 迈入命令行

AI 巨舰的隐形引擎

  • 无处不在: 电影流媒体、GitHub、AI 模型训练，背后都是 Linux 服务器。
  • 隐形脊梁: 它是互联网和现代计算的隐形引擎。

容器、Linux 与 AI

  • Namespace & Cgroups: Linux 内核特性。
  • Sealed Glass Box: 互不干扰，但共享内核 (Kernel) 和硬件(Hardware)。
  • Docker: 就是在这个机制上构建的标准化交付工具。

CLI vs GUI

  • GUI (图形界面): 直观，但难以自动化。
  • CLI (命令行):
    • 精确: 消除歧义。
    • 可复现: 脚本可以运行千次。
    • 可组合: 管道连接一切。
    • AI 友好: LLM 生成命令比生成鼠标点击容易得多。

TUI (Text User Interface)

  • CLI 的用户体验进化: 一些工具提供 TUI，如 htop, nvtop, tmux, claude code.
    • htop 显示系统资源 -nvtop 监控 GPU
    • tmux 终端会话管理
    • claude code 代码智能体