大一升大二暑期学校 NJU暑期课程 Linux系统基础（1） 20240720

一.操作系统

操作系统Operating System简称OS，是软件的一部分，它是硬件基础上的第一层软件，是硬件和其它软件沟通的桥梁。
操作系统会控制其他程序运行，管理系统资源，提供最基本的计算功能，如管理及配置内存、决定系统资源供需的优先次序等，同时还提供一些基本的服务程序。

Q1:什么是文件？
文件是计算机系统中存储信息的一种基本单位，它可以包含文本、图片、视频、程序代码等不同类型的数据。文件通常具有文件名、文件类型、文件大小等属性，并存储在磁盘或其它存储设备上。

Q2:什么是文件系统？
文件系统是一种用于存储、组织和访问文件的系统。它定义了文件和目录（文件夹）的层次结构，以及文件的存储方式和访问方法。文件系统负责管理磁盘空间，跟踪文件的位置，以及处理文件的创建、删除、移动和修改等操作。

Q3:操作系统是干什么的？
操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机交互的接口。操作系统的主要功能包括：

1. 管理硬件资源，如CPU、内存、磁盘等。
2. 管理文件系统，提供文件的存储、访问和组织。
3. 提供用户界面，允许用户通过命令行或图形界面与计算机交互。
4. 管理进程和线程，调度任务的执行。
5. 提供网络通信功能，允许计算机与其他设备进行数据交换。

Q4:软件是怎么运行起来的？
软件的运行过程通常包括以下几个步骤：

1. 编写源代码：程序员使用编程语言编写软件的源代码。
2. 编译：编译器将源代码转换为机器语言，生成可执行文件。
3. 链接：链接器将可执行文件与所需的库和资源连接起来，生成最终的可执行程序。
4. 加载：操作系统将可执行程序加载到内存中。
5. 执行：CPU执行程序中的指令，完成指定的任务。
6. 输入/输出：程序可以通过标准输入/输出接口与用户或其他程序进行交互。
   在这个过程中，操作系统提供了必要的支持和服务，如内存管理、进程调度、I/O操作等，以确保软件能够顺利运行。

Q5:What is Linux Distribution?
Linux 不同于 Windows 和 macOS 这类系统，它没有官方维护的版本。Linux 的官方只负责维护核心，而给这个核心加上各种软件变成能用的操作系统的重任，就交给了下游的各个组织和公司。所谓发行版，就是把一系列的软件和核心放在一起，经过测试之后，做成一个完整的系统，分发给用户。

这个模式给 Linux 提供了多样性。用户可以选择适合自己的发行版。虽然在早期这使适配软件变得有些困难，使不同发行版割裂开来，给 Linux 的发展带来了阻碍。但是现在是 2023 年，随着包管理的规范化和新一代打包系统的兴起，这个状况得到了极大的改善。现在我们可以自由选取发行版，而不用过度担心软件适配的问题。

简而言之，GNU/Linux 加包管理加桌面约等于Linux发行版，虽然不严谨，但是差不多贴近事实。
Linux发行版的根本区别在于软件包的更新不同。各个发行版更新的策略不同，最常用的是Ubuntu.

linux系统只有一个统一的根目录，与windows不同。

二、linux系统中的路径

在Linux系统中，路径是指文件或目录在文件系统中的位置。路径可以是绝对路径或相对路径。

1. 绝对路径：从根目录 / 开始的完整路径。例如：

   • /home/user/documents 表示用户目录下的 documents 文件夹。
   • /usr/bin/ls 表示系统目录下的 bin 文件夹中的 ls 命令。

2. 相对路径：相对于当前工作目录的路径。例如：

   • ./documents 表示当前目录下的 documents 文件夹。
   • ../documents 表示当前目录的父目录下的 documents 文件夹。

如何进行路径切换

在Linux中，使用 cd 命令来切换当前工作目录。以下是一些例子：

1. 切换到根目录：

   cd /
   

   这会将当前工作目录切换到根目录。

2. 切换到用户主目录：

   cd ~
   

   或者

   cd
   

   这两个命令都会将当前工作目录切换到当前用户的主目录。

3. 切换到上一级目录：

   cd ..
   

   这会将当前工作目录切换到当前目录的父目录。

4. 切换到特定目录：

   cd /usr/local/bin
   

   这会将当前工作目录切换到 /usr/local/bin 目录。

5. 使用相对路径切换目录：

   cd documents
   

   如果你已经在 /home/user 目录中，使用 cd documents 会切换到 /home/user/documents 目录。

示例

假设你的当前工作目录是 /home/user，你想切换到 /usr/local/bin 目录：

1. 首先，输入以下命令：

   cd /usr/local/bin
   

   这会将你的工作目录切换到 /usr/local/bin。

2. 现在，如果你想返回到你的主目录，可以使用：

   cd ~
   

   或者简单地：

   cd。
   

3. 如果你想查看当前的工作目录，可以使用：

   echo $PWD
   

   这会显示当前的工作目录路径。

通过这些命令，你可以在Linux系统中轻松地导航和管理文件和目录。

4./etc装的是配置文件。

三.linux常用指令的记忆

ls（列出目录内容）
记忆方法：想象成 “list” 的简写。
cd（更改目录）
记忆方法：将其看作 “change directory” 的缩写。
pwd（显示当前工作目录）
记忆方法：将其理解为 “print working directory” 的缩写。
cp（复制文件或目录）
记忆方法：将其看作 “copy” 的简写。
mv（移动或重命名文件或目录）
记忆方法：将其理解为 “move” 的简写。
rm（删除文件或目录）
记忆方法：将其看作 “remove” 的简写。
mkdir（创建目录）
记忆方法：将其看作 “make directory” 的缩写。
rmdir（删除空目录）
记忆方法：将其理解为 “remove directory” 的缩写。
touch（创建空文件）
记忆方法：想象你的手指 “touch” 创建了一个文件。
cat（查看文件内容）
记忆方法：将其看作 “concatenate” 的简写，意为连接文件并显示。
grep（在文本中搜索特定模式）
记忆方法：想象你正在 “抓” 搜索结果。
find（查找文件或目录）
记忆方法：将其看作 “find”（寻找） 的意思。
sudo（以管理员权限执行命令）
记忆方法：将其理解为 “super user do” 的缩写。
chmod（更改文件或目录权限）
记忆方法：将其看作 “change mode” 的缩写。
chown（更改文件或目录所有者）
记忆方法：将其理解为 “change owner” 的缩写。
df（显示磁盘空间使用情况）
记忆方法：将其看作 “disk free” 的缩写。
du（显示目录空间使用情况）
记忆方法：将其看作 “disk usage” 的缩写。
ps（显示当前进程）
记忆方法：将其理解为 “process status” 的缩写。
kill（结束进程）
记忆方法：想象你要 “kill”（杀死）一个进程。
top（显示实时系统状态）
记忆方法：想象一个 “top”（顶部）视图，显示系统最活跃的进程。
uname（显示系统信息）
记忆方法：将其看作 “unix name” 的简写，显示系统相关信息。
hostname（显示或设置系统主机名）
记忆方法：想象你要查看或更改你的 “host”（主机）的 “name”（名称）。
ifconfig（显示或配置网络接口）
记忆方法：将其看作 “interface configuration” 的缩写。
ping（检测网络连接）
记忆方法：想象网络连接像乒乓球一样 “ping”（弹）来 “pong”（弹）去。
wget（从网络下载文件）
记忆方法：将其看作 “web get” 的简写，从网络上 “get”（获取）文件。
curl（传输数据）
记忆方法：想象你的数据像卷发一样 “curl”（卷曲）起来。
tar（打包或解压文件）
记忆方法：将其看作 “tape archive” 的缩写，像用磁带存档一样打包或解压文件。
gzip（压缩或解压缩文件）
记忆方法：想象文件被 “zipped”（压缩）成一个 “g”（更小的）大小。
ssh（安全远程登录）
记忆方法：将其理解为 “secure shell” 的缩写，提供安全的远程登录。
scp（安全文件传输）
记忆方法：将其看作 “secure copy” 的缩写，提供安全的文件传输。
cron（定时任务）
记忆方法：将其看作 “chronos”（时间）的缩写，用于执行定时任务。
systemctl（控制系统服务）
记忆方法：将其理解为 “system control” 的缩写，用于管理系统服务。
passwd（更改用户密码）
记忆方法：将其看作 “password”（密码）的简写，用于修改密码。
useradd（添加用户）
记忆方法：想象你在 “add”（添加）一个 “user”（用户）。
usermod（修改用户属性）
记忆方法：将其看作 “user modify” 的缩写，用于修改用户属性。
groupadd（添加用户组）
记忆方法：想象你在 “add”（添加）一个 “group”（组）。
awk（文本处理）
记忆方法：想象你在用一个 “awk”（鹰嘴锄）挖掘文本。
sed（流编辑器）
记忆方法：将其看作 “stream editor” 的缩写，用于编辑数据流。
cut（删除文件的某些部分）
记忆方法：想象你用剪刀 “cut”（剪切）掉文件的一部分。
sort（对文本文件进行排序）
记忆方法：将其看作 “sort”（排序）的意思，对文件内容进行排序。
uniq（从文本文件中删除重复行）
记忆方法：将其看作 “unique”（唯一）的简写，只保留唯一的行。
wc（统计文本文件的行数、字数和字符数）
记忆方法：将其理解为 “word count” 的缩写，用于统计文件的内容。
head（显示文件的开头部分）
记忆方法：想象你在查看文件的 “head”（头部）。
tail（显示文件的结尾部分）
记忆方法：想象你在查看文件的 “tail”（尾部）。
ln（创建硬链接或符号链接）
记忆方法：将其看作 “link”（链接）的简写，用于创建文件链接。
alias（为命令创建别名）
记忆方法：想象你给某个命令起了一个新的 “alias”（别名）。
mount（挂载文件系统）
记忆方法：想象你把一个文件系统 “mount”（安装）到某个目录。
umount（卸载文件系统）
记忆方法：将其看作 “unmount”（卸载）的简写，用于卸载文件系统。
fdisk（磁盘分区管理）
记忆方法：将其看作 “fixed disk” 的缩写，用于管理磁盘分区。
dd（复制和转换文件）
记忆方法：将其看作 “data duplicator” 的缩写，用于复制和转换文件。

四、shell中的通配符

Shell脚本中的通配（Wildcard）是一种特殊的字符，用于匹配文件名或路径。通配符非常有用，因为它们允许你一次性对多个文件执行命令，而不是逐一指定每个文件名。以下是一些常用的通配符：

1. *（星号）：匹配任意数量的任意字符。

   • 例子：*.txt 匹配任何以.txt结尾的文件。

2. ?（问号）：匹配单个任意字符。

   • 例子：file?.txt 匹配以file开头、.txt结尾，中间有一个任意字符的文件，例如file1.txt、filea.txt。

3. [...]（方括号）：匹配方括号内的任意单个字符。

   • 例子：file[1-9].txt 匹配以file开头、.txt结尾，中间有一个1到9之间的数字的文件。

4. [!...]：匹配除了方括号内的任意单个字符之外的字符。

   • 例子：file[!1].txt 匹配以file开头、.txt结尾，中间不是1的任意单个字符的文件。

5. {}（大括号）：匹配大括号内的多个选项（不包含空格）。

   • 例子：{file1,file2}.txt 匹配file1.txt和file2.txt。

6. **：在某些shell中，双星号**可以匹配任意数量的目录。

   • 例子：somedir/**/*.txt 匹配somedir目录及其所有子目录下的.txt文件。

示例

假设你在当前目录下有以下文件：

document1.txt
document2.txt
image.png
notes.txt
script.sh

• 使用*.txt运行ls命令将会列出所有以.txt结尾的文件：

  ls *.txt
  

• 使用doc?ment?.txt将会匹配document1.txt和document2.txt：

  ls doc?ment?.txt
  

• 使用file[1-3].txt将会匹配file1.txt、file2.txt和file3.txt（如果这些文件存在）：

  ls file[1-3].txt
  

• 使用{script,notes}.txt将会匹配script.txt和notes.txt（如果这些文件存在）：

  ls {script,notes}.txt
  

• 在bash 4.0及以上版本中，使用**来匹配所有子目录下的.txt文件：

  ls **/*.txt
  

通配符是shell脚本中非常强大的工具，可以大大提高工作效率，尤其是在处理大量文件时。

五、shell脚本相关

Shell脚本是一段由一系列命令组成的文本文件，这些命令可以由shell（一种命令行解释器）执行。Shell脚本在Unix、Linux和类Unix操作系统中非常常见，用于自动化任务、执行系统管理、文件操作、文本处理等。

特点和用途：

• 自动化: Shell脚本可以自动执行重复性的任务，减少人工干预。
• 简洁性: 脚本通常使用简短的命令行语法，易于编写和理解。
• 可重用性: 编写一次脚本后，可以多次重复使用。
• 强大的文本处理: 利用shell内置的文本处理功能或外部工具如sed、awk等，进行复杂的文本分析和转换。
• 系统管理: 用于系统启动、监控、备份、恢复等任务。

Shell脚本的基本结构：

1. Shebang: 脚本的第一行通常是shebang（#!），指明脚本应该由哪个解释器执行。例如，#!/bin/bash表示使用Bash解释器。

2. 变量: Shell脚本可以定义和使用变量来存储数据。

3. 控制结构: 包括条件语句（if-else）、循环（for、while）等。

4. 函数: 脚本可以包含函数，以模块化的方式组织代码。

5. 注释: 以#开头的行是注释，不会被执行，用于解释脚本的功能。

6. 命令: 脚本由一系列命令组成，可以是系统命令、shell内置命令或调用其他脚本和程序。

示例：

下面是一个简单的shell脚本示例，该脚本打印出"Hello, World!"：

#!/bin/bash
# 这是一个简单的shell脚本

echo "Hello, World!"

保存这段代码为hello_world.sh，然后按照前面提到的步骤使它可执行并执行它。

Shell脚本是系统管理员和开发人员的重要工具，它们提高了工作效率，减少了错误，并使得复杂的任务变得简单化。