Введение в linux

Работа может выполняется в ОС Knoppix, загружаемой с CD-ROM, или в любой другой ОС семейства Unix.

В ходе выполнения первой работы вы познакомитесь с основными командами интрепретатора. Выполнение данной работы даст вам ответы на следующие вопросы:

• как получить доступ к вашим файлам (возможность их создания)?
• как вводить команды Linux?
• как получить подсказку по командам Linux?
• как сохранить результаты работы?
• как обмениваться сообщениями со своими товарищами, работающими в системе?
• как создавать, редактировать и просматривать текстовые файлы в среде Linux?
• как управлять файлами в консоли?

1. Вход в систему

После загрузки системы загружается консоль - это монитор и клавиатура, связанные непосредственно с системой (понятие со времен мейнфреймов). В ней необходимо зарегистрироваться: ввести логин и пароль (Внимание: ввод пароля не отображается. Если вы ошиблись при вводе пароля, то до нажатия enter можно отменить ввод, нажав CTRL-U. Если enter уже нажат - на экран выведется сообщение об ошибке.). Linux, как и некоторые другие версии UNIX, обеспечивает доступ к нескольким консолям, которые позволяют войти в систему под несколькими именами в одно время. Свежеинсталлированный Linux позволяет работать с шестью-семью консолями, переключение между которыми выполняется по alt-F1 - alt-F7. Но возможно обеспечить работу с 12-ю - по одной на каждую функциональную клавишу. Как видите, вы можете работать на нескольких консолях одновременно. Пока вы работаете на консоли #1, вы можете переключиться на консоль #2 и начать работу над чем-то другим.

После успешной регистрации в большинстве случаев в консоли появляется приглашение командного интерпретатора (shell). Особенностью Unix-подобных систем является то, что управление системой может полноценно выполнятся с помощью команд, т.е. без графической оболочки, загружаемой опционально (команда startx - запуск графической оболочки или, говоря на сленге, "иксов"). Конечно, если одной из задач системы не является работа с графикой. Существует множество командных интерпретаторов, которые отличаются синтаксисом команд и набором возможностей. Наиболее распросраненные, это: bash (по умолчаyнию в Linux), sh (по умолчаyнию в Unix), csh. Shell - это просто программа, которая воспринимает введенное пользователем, (т.е. команды, которые вы напечатаете) и транслирует это в команды системе.

При наличии графической оболочки (например, KDE) для запуска консоли необходимо нажать на кнопку с изображением монитора на панели задач (см.рис.1.1). Или выполнить: Пуск/Выполнить/konsole.

Рис. 1.1 - Кнопка запуска консоли

Можно создавать несколько сеансов путем нажатия кнопки в левом нижнем углу окна текущего сеанса (см. рис. 1.2).

Рис. 1.2 - Кнопка запуска дополнительного сеанса

Oкно сеанса Knoppix имеет вид, показанный на рис. 1.3.

Рис. 1.3 - Oкно сеанса Knoppix

В нем система уже напечатала приглашение (по умолчанию приглашением в Unix/Linux является символ '$'), в ответ не которое Вы можете вводить команды.

Для окончания сеанса работы с Linux введите exit или нажмите комбинацию клавиш Ctrl+D .

В сеансе работы с Linux Вашим текущим (домашним) каталогом является каталог: /home/имя, где имя - Ваше сетевое имя. К этому каталогу Вы имеете права чтения, записи, выполнения. Вы не имеете права записи к каталогам, не являющимся подкаталогами вашего домашнего каталога. Однако при запуске ОС Knoppix с CD необходимо учитывать, что ваш домашний каталог находится в памяти (ramdisk), а не на жестком диске. Поэтому перед выходом из Knoppix необходимо сохранять ваши рабочие файлы.

Существует возможность сохранять данные на разделы (локальные диски) с FAT-файловой системой. flash-память в том числе, а также на гибкий диск. Для этого необходимо, чтобы раздел был "примонтирован" с правом записи на него. Примонтированные разделы обычно имеют имена hda1, hda2, ..., hdaN (или sda1, sda2 и т.д.), flash - sda1, sda2, ..., sdaN (или sdb1, sdb2 и т.д.), гибкий диск - fd0. Монтирование осуществляется с помощью команды mount, которой нужно указать что и куда вы монтируете (см. help с помощью команды man). Выполнять команду mount может только пользователь root. Например, для монтирования первого раздела с файловой системой FAT необходимо выполнить команду:
mount /dev/hda1 /mnt/hda1.

Чтобы проверить какие разделы с какими правами уже примонтированы, выполните команду mount без параметров.

    имя_команды [опции]... [параметры]...

Для первых экспериментов с командами используйте команды ls, cd и pwd. Команда 'ls -la' выведет Вам информацию о содержимом текущего каталога. Команда 'cd ..' переведет Вас в родительский каталог. Команда 'cd имя_подкаталога' переведет Вас в указанный подкаталог текущего каталога. Команда 'pwd' покажет Вам, какой каталог является текущим. Если Вы "заблудитесь", путешествуя по каталогам, команда 'cd' (без параметров) вернет Вас в Ваш домашний каталог. Не забывайте, что в Unix/Linux символ "слэш" - разделитель имен каталогов наклонен вправо: '/' !

Большинство систем LINUX/UNIX имеет стандартную структуру каталогов. Структура представляет из себя дерево каталогов, начинающееся с каталога "/", известного под названием "корневой каталог". Каталоги ниже / относятся к числу важнейших подкаталогов: среди них /bin, /etc, /dev, /usr, /home и т.д. Эти каталоги в свою очередь содержат другие каталоги, которые содержат системные конфигурационные файлы, программы и т.д. В частности, каждый пользователь в каталоге /home имеет домашний каталог, который выделяется пользователю для хранения его файлов (например, /home/user - домашний каталог пользователя user).

Одним из основных преимуществ ОС Linux является наличие встроенной справочной системы, которая содержит почти всю информацию по всем командам, библиотекам, и конфигурационным файлам. Основную часть справочной системы ОС Linux занимают страницы руководства man.

Страницы руководства man могут быть просмотрены как в графическом, так и в консольном режиме работы, что делает их самым быстрым источником получения необходимой справочной информации.

Страницы руководства man сгруппированы в несколько разделов, сведенных в таблицу 1.1. К аждый раздел руководства имеет свою тематику.

Параметром команды manявляется имя команды, по которой Вы хотите получить подсказку (например, man cd). При вводе команды man имя команды на экран выводится текст - описание заданной команды. Вы можете перемещаться по этому описанию вверх-вниз, используя клавиши управления курсором и клавиши PageUp и PageDown. Для выхода из режима команды man введите символ '!' или 'q'.

Таблица 1.1. Разделы справочного руководства man

Альтернативным средством получения подсказки в Linux является команда info. Параметром команды info так же является имя интересующей Вас команды - info cd. При вводе команды info без параметров выводится список разделов, которые можно просмотреть при помощи команды info. Просмотр информации в info выполняется точно так же, как в man, кроме того, info обнспечивает элементы гипертекстового режима.

У многих команд есть опция -- help, результатом выполнения команды с данной опцией будет выдача в консоль подсказки по использования данной команды, например ls --help.

Освойте работу с подсказками - они потребуются Вам еще неоднократно.

На первой странице нашего практикума содержится:

• Ссылка Избранные команды и свойства Unix. содержит список и краткое описание наиболее часто употребляемых команд Unix/Linux. Эта информация в основном взята из описаний, доступных в команде man, но, по возможности, сокращена.

Для тех работ, в ходе которых Вы должны разработать и выполнить команды и/или скрипты и продемонстрировать их выполнение, используйте команду script, которая позволяет создать протокол работы пользователя на терминале. Мы рекомендуем вводить команду script перед выполнением окончательной (отчетной) версии созданной Вами команды/скрипта и заканчивать вложенный сеанс, команды script после выполнения команды/скрипта, чтобы не загромождать файл протокола отладочными вариантами с ошибками. Для того, чтобы результаты работы накапливались в файле протокола, используйте команду script с опцией -a.

Также можно скопировать ввод и выполнение команды из консоли в текстовый файл (см. раздел создание и редактирование текстовых файлов). .

Определите, кто работает в системе (при помощи команды who ).

Обменяйтесь сообщениями (при помощи команды mail ) с одним или несколькими своими товарищами. Выберите себе партнера и по почте договоритесь с ним о дальнейшем сотрудничестве.

Другим способом обмена сообщениями является команда write. Правда, ее можно использовать только в том случае, когда и отправитель, и адресат работают в системе. Попробуйте команду write , возможно, она Вам больше понравится.

Создать и редактировать файл можно при помощи полноэкранного текстового редактора vi. Здесь вы можете прочитать инструкцию по "быстрому началу" работы с vi. А здесь содержится несколько более полное описание vi. Vi является одним из самых мощных редакторов текстовых файлов (см. также подсказку, команда man vi).

Можно создать и дописывать файл при помощи команды tee.
Для окончания ввода необходимо нажать комбинацию клавиш Ctrl-D (см. также подсказку, команда man tee).

Еще одним, более простым по сравнению с vi, тектовым редактором я вляется nano (см. подсказку, команда man nano). В данном редакторе переход в разные режимы редактирования выполняется путем нажатия комбинаций клавиш, например, Ctrl-X - выход из редактора, Ctrl-O - сохранение файла (см. подсказку в редакторе внизу экрана).

ed - еще один мощный текстовый редактор. Позволяет создавать и редактировать текстовые файлы. Здесь вы можете прочитать инструкцию по "быстрому началу" работы с ed. А здесь содержится несколько более полное описание ed(см. также подсказку, команда man ed).

Просмотреть содержимое файла (вывести содержимое файла на стандартное устройство вывода) можно при помощи команды cat, less, more. При этом less позволяет выполнять скроллинг экрана, что удобно в случае просмотра больших файлов (см. подсказку, команда man less). .

Вывод содержимого каталога осуществляется при помощи команды ls. При этом команда ls -l позволяет просмотреть информацию о файлах текущего каталога (тип файла, права доступа и т.д.).

7. Управление файлами

В ОС Linux следует различать физическую файловую систему, которая отвечает за управление дисковым пространством и размещение файлов в физических адресах диска и логическую файловую систему, которая обеспечивает логическую структуру хранения файлов - пространство имен файлов. ОС Unix и Linux могут работать с различными физическими файловыми системами (Ext2, ext3, ufs), логическое же представление файловой системы в Unix/Linux структурировано. Все файлы в логической файловой системе располагаются в виде дерева, промежуточные вершины которого соответствуют каталогам, и листья - файлам и пустым каталогам. Реально на каждом логическом диске (разделе физического дискового пакета) располагается отдельная иерархия каталогов и файлов. Для получения общего дерева в динамике используется "монтирование" отдельных иерархий к фиксированной корневой файловой системе в качестве ветвей общего дерева. Самым верхом иерархии является корень, который имеет предопределенное имя “/” (слэш). Этот же символ используется как разделитель имен в пути. Далее в корне находятся папки с определенными для каждого дистрибутива именами (etc, home, bin, mnt, proc и т.д.).

Полное имя файла, например, /bin/sh означает, что в корневом каталоге должно содержаться имя каталога bin, а в каталоге bin должно содержаться имя файла sh. Коротким или относительным именем файла называется имя, задающее путь к файлу от текущего рабочего каталога. В каждом каталоге содержатся два специальных имени, имя "." - ссылка на текущий каталог, и имя ".." - ссылка "родительский" каталог данного текущего каталога, т.е. каталог, непосредственно предшествующий данному в иерархии каталогов. Так, например, для структуры, показанной на следующем рисунке 1.4 доступ к отмеченному на рисунке файлу из текущего каталога возможен по полному имени: /home/usr2/file2 или по относительному имени: ../../../usr2/file2 (если текущий каталог – os).

Рис. 1.4 - Пример иерархии каталогов

Управление файлами также можно выполнять с помощью Midnight Commander (mc)- один из файловых менеджеров с текстовым интерфейсом типа Norton Commander для UNIX-подобных операционных систем. Запуск mc из консоли выполняется с помощью команды mc.

Типы файлов

• Обычные файлы (или регулярные) - представляют собой последовательность байтов. Это текстовые, исполняесые файлы и т.д, Данный тип файла отображается командой ls -l в виде "-" (черточки).

• Каталоги - представляют собой особый вид файлов, которые хранятся во внешней памяти подобно обычным файлам, но их структура поддерживается самой файловой системой. Данный тип файла отображается командой ls -l в виде символа "d".

• Специальные файлы устройств, бывают блочные и символьные. Данный тип файла отображается командой ls -l в виде символа "b" или "с" соответственно. Специальные файлы не хранят данные. Они обеспечивают механизм отображения физических внешних устройств в имена файлов файловой системы. Каждому устройству, поддерживаемому системой, соответствует, по меньшей мере, один специальный файл. При выполнении чтения или записи по отношению к специальному файлу, производится прямой вызов соответствующего драйвера устройства. При этом имена специальных файлов можно использовать практически всюду, где можно использовать имена обычных файлов.

• Ссылка (link).

  Данный тип файла отображается командой ls -l в виде символа "l". Файловая система UNIX/LINUX обеспечивает возможность связывания одного и того же файла с разными именами. Существуют жесткие и мягкие ссылки.

  Жесткая ссылка является просто еще одним именем для исходного файла и не являетсятипом файла. Она прописывается в индексном дескрипторе исходного файла (в структуре, хранящей метаданные файла). После создания жесткой ссылки невозможно различить, где исходное имя файла, а где ссылка. Если вы удаляете один из этих файлов (точнее одно из этих имен), то файл еще сохраняется на диске (пока у него есть хоть одно имя-жесткая ссылка). Очень трудно различить первоначальное имя файла и позже созданные жесткие ссылки на него. Поэтому жесткие ссылки применяются там, где отслеживать различия и не требуется. Одно из применений жестких ссылок состоит в том, чтобы предотвратить возможность случайного удаления файла. Особенностью жестких ссылок является то, что они прямо указывают на номер индексного дескриптора, а, следовательно, такие имена могут указывать только на файлы внутри той же самой файловой системы (т. е., на том же самом носителе, на котором находится каталог, содержащий это имя).

  Cимволические ссылки тоже могут рассматриваться как дополнительные имена файлов, но в то же время они представляются отдельными файлами — файлами типа символических ссылок и являются самостоятельным типом файла. Однако блоки данных файла в системе представляются в одном экземпляре, у файла-ссылки адреса блоков данных те же, что и у исходного файла. В отличие от жестких ссылок символические ссылки могут указывать на файлы, расположенные в другой файловой системе, например, на монтируемом носителе, или даже на другом компьютере. Если исходный файл удален, символическая ссылка не удаляется, но становится бесполезной. Используйте символические ссылки в тех случаях, когда хотите избежать путаницы, связанной с применением жестких ссылок.

  Создание любой ссылки внешне подобно копированию файла, но фактически как исходное имя файла, так и ссылка указывают на один и тот же реальный файл на диске. Поэтому, например, если вы внесли изменения в файл, обратившись к нему под одним именем, вы обнаружите эти изменения и тогда, когда обратитесь к файлу по имени-ссылке.

  Для создания ссылки, используется команда ln.

  Пример:

  [user]$ ln -s /home/user/ve/HOWTO/font-HOWTO-ru/ ~/FONTS

  После выполнения такой команды в домашнем каталоге появился подкаталог FONTS. Если теперь просмотреть список файлов в каталоге /home/user с помощью команды ls -l, то среди прочих увидим такую строку:

  lrwxrwxrwx 1 kos kos 31 Dec 13 21:13 FONTS -> /home/kos/ve/HOWTO/font-HOWTO-ru/

  Обратите внимание на самый первый символ в этой строке: он показывает, что данная запись соответствует символической ссылке. Это видно и в поле имени, где после нового имени и стрелки указано исходное имя файла (в данном случае — каталога).

• Именованный программнй канал (pipe) - одно из средств межпроцессных взаимодействий (IPC) в ОС UNIX/LINUX. Данный тип файла отображается командой ls -l в виде символа "p". Именованному программному каналу обязательно соответствует элемент некоторого каталога. с данным средством IPC мы познакомимся во втръорой части лабораторного практикума.

• Сокет (socket)- предоставляют весьма мощный и гибкий IPC. Данный тип файла отображается командой ls -l в виде символа "s". Они могут использоваться для организации взаимодействия программ на одном компьютере, по локальной сети или через Internet, что позволяет создавать распределённые приложения различной сложности. Кроме того, с их помощью можно организовать взаимодействие с программами, работающими под управлением других операционных систем. Механизм сокетов вы будете изучать на пятом курсе в рамках дисциплины "Программирование локальных сетей".

Команды работы с файлами и дирректориями

Общие команды Linux

Избранные функции bash

Командный процессор делает больше, нежели просто запускает команды. Также он предоставляет мощные функции для того, чтобы облегчить эту задачу.

Например:

• групповые символы для поиска файлов по шаблонам имен,
• перенаправление выходных данных команд в файлы и входных данных из файлов,
• конвейеры (pipe) для того, чтобы делать выходные данные одной команды входными данными для другой,
• псевдонимы (alias) для быстрого вызова наиболее употребительных команд,
• переменные для хранения значений, которые может использовать командный процессор, и т. д.

  В данной работе кратко описано использование групповых символов, остальные средства будут описаны в следующих работах.

  Выполните команду info bash, чтобы получить полную документацию.

  Групповые символы

  Группвые символы предоставляют возможность задавать наборы файлов со схожими именами. Например, а* означает все файлы, которые начинаются с прописной буквы "а". Групповые символы "заменяются" командным процессором на набор имен файлов, которым они соответствуют. То есть если вы набираете:

  $ Is а*

  то командный процессор сначала заменяет а* на имена файлов в вашей рабочей директории, которые начинаются с буквы "а", как будто если бы вы набрали следующую команду.

  Is aardvark adamantium apple

  Команда ls никогда не узнает, что вы использовали групповой символ, она видит только окончательный список имен файлов после после того, как командный процессор обработает групповой символ.

  Типы групповых символов

  • * - Любой набор символов, в том числе пустая строка
  • ? - Любой одиночный символ
  • [набор] - Любой одиночный символ из заданного набора,
  • который, как правило, является последовательностью символов, например [aeiouAEiou] для всех гласных букв, либо диапазоном с дефисом, например, [А-Z] для всех заглавных букв
  • [^набор] - Любой одиночный символ, не заданный в наборе
  • [!набор] - Любой одиночный символ, не заданный в наборе

  Если вы хотите включить в набор символ минуса, то поместите его первым или последним. Чтобы включить в набор закрывающую квадратную скобку, поместите ее первой. Чтобы включить в набор символы ^ или !, не помещайте их на первое место.