用CentOS 7打造合适的科研环境
转载：http://seisman.info/linux-environment-for-seismology-research.html#flash
这篇博文记录了我用CentOS 7搭建地震学科研环境的过程，供我个人在未来重装系统时参考。对于其他地震学科研人员，也许有借鉴意义。
阅读须知：
- 本文适用于个人电脑，不适用于服务器；
- 不推荐刚接触Linux的人使用CentOS发行版；
- 本文尽量写的浅显易懂，但要求读者掌握Linux基础知识；
- 本文所有操作均在CentOS 7下完成，其他发行版或多或少与CentOS 7不同，因而仅供参考；
- 本文所安装的软件纯粹出于个人习惯及喜好，读者应自己判断，按需安装；
安装CentOS
CentOS 7的安装与其他Linux发行版的安装差不多，个别地方稍有不同。
准备工作
- 准备材料
- U盘：容量700M以上，用于制作U盘启动盘，因为在制作启动盘时会格式化U盘，所以U盘内不要包含重要资料
- CentOS 7.0 LiveCD ISO镜像文件
- Universal USB installer：Windows下的U盘启动盘制作工具
- 一个已安装Windows的电脑：用于制作U盘启动盘
- 运行Universal USB installer并制作U盘启动盘
- 将U盘插入计算机，重启，进入BIOS选择从U盘启动，即可进入CentOS的LiveCD
- 进入LiveCD后，点击桌面的“Install to Hard Drive”即可安装
注：Linux下可以通过dd命令制作启动盘，但由于对原理不够了解，偶尔会导致制作失败，或制作成功后U盘容量有问题，还是用Windows下的Universal USB installer比较靠谱。
安装过程
- 选择安装过程中使用的语言，这里应使用英语，不要使用汉语。若安装界面使用汉语，最终安装的系统中会出现两个比较麻烦的问题：
- 家目录下的系统文件夹，比如Downloads、Desktop等会以中文表示，这使得在命令行cd变得很麻烦；
- 终端中某些字符用英文字体，某些字符用中文字体，效果非常差，需要自己修改终端字体方可；
- 选择区域和城市：Asia和Shanghai
- 键盘使用English(US)而不是English(UK)
- Hostname可以改也可以不改，我用saturn.geolab
- 安装的目的地，选择要使用的硬盘，在“Other Storage Options”处选择“I will configure partioning”，即手动分区
分区
CentOS 7的分区似乎比较特别，自认为经验很丰富的我在第一次安装CentOS7时还是在分区上耽误了很多时间。后来找到比较合适的分区方法，如下：
- 点击“Click here to create them automatically”，即让安装程序帮忙分区
- 默认的分区方案是使用LVM，其好处在于“当机器有多块硬盘时，在使用的时候看上去只有一块”
- 默认的文件系统为XFS而不是以前常用的EXT4；
- 自动分区完成后，再根据自己的需求，手动修改分区细节
- /boot：CentOS自动分配，一定不要乱改；
- /：根目录，理论上15G就够了，不过现在硬盘不值钱，多分一些以防万一；
- swap：与物理内存大小一致即可
- /opt：个人习惯是将第三方软件都安装在/opt下，所以分了70G
- /home：余下的全部空间
- 点击“Begin to Install”开始安装
真正的安装
- 设置root密码
- 创建一般用户
- 等待安装完成
- 安装完成，重启
- 重启后，同意License即可
对系统的若干修改
若干原则
为了搭建一个稳定的系统，尽量避免因为各种瞎折腾而导致的系统问题，特订立了一些软件安装的原则。具体参见《CentOS 7下的软件安装方法与策略》。
给一般账号root权限
默认情况下，一般账号是没有root权限的。为什么不直接用root账号，而是要给一般账号root权限呢？
- 日常工作中使用root账号，是非常糟糕且危险的习惯！无论是服务器还是个人电脑都是如此。
- 安装软件时需要root权限，只能su切换到root账户再安装。对于习惯使用sudo的人来说，还是有些麻烦。
假设账户名为seisman，要授予他root权限，则要修改配置文件/etc/sudoers
$ su # echo 'seisman ALL=(ALL) ALL' >> /etc/sudoers # 向配置文件中加入语句 # tail -1 /etc/sudoers # 检查一下是否正确 seisman ALL=(ALL) ALL
其中seisman为当前用户名。
添加第三方源
CentOS由于很追求稳定性，所以官方源中自带的软件不多，因而需要一些第三方源，比如EPEL、ATrpms、ELRepo、 Nux Dextop、RepoForge等。根据上面提到的软件安装原则，为了尽可能保证系统的稳定性，此处大型第三方源只添加EPEL源和 ELRepo源。
EPEL
EPEL即Extra Packages for Enterprise Linux，为CentOS提供了额外的10000多个软件包，而且在不替换系统组件方面下了很多功夫，因而可以放心使用。
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sudo yum install epel-release
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执行完该命令后，在/etc/yum.repos.d目录下会多一个epel.repo文件。
ELRepo
ELRepo包含了一些硬件相关的驱动程序，比如显卡、声卡驱动。
sudo rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org sudo rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-2.el7.elrepo.noarch.rpm
完成该命令后，在/etc/yum.repos.d目录下会多一个elrepo.repo文件。
安装yum-axelget
yum-axelget是EPEL提供的一个yum插件。使用该插件后用yum安装软件时可以并行下载，大大提高了软件的下载速度，减少了下载的等待时间:
sudo yum install yum-axelget
安装该插件的同时会安装另一个软件axel。axel是一个并行下载工具，在下载http、ftp等简单协议的文件时非常好用。
第一次全面更新
在进一步操作之前，先把已经安装的软件包都升级到最新版:
sudo yum update
要更新的软件包有些多，可能需要一段时间。不过有了yum-axelget插件，速度已经快了很多啦。
重启
此处建议重启。
删除多余的kernel
在前面的yum update执行之后，可能会将kernel也一起更新，则在启动CentOS时启动项中会有很多项。
确认当前使用的kernel版本号:
$ uname -r 3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
查找当前系统安装的所有kernel:
$ rpm -qa | grep kernel kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64 kernel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 kernel-devel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64 kernel-tools-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 kernel-headers-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 kernel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64 kernel-tools-libs-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64 kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64 kernel-devel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
可以看出有三个版本的kernel，123.8.1、123.9.2和123.9.3。除了最新的kernel外，建议多保留一个旧kernel，以免新kernel出现问题时可以通过旧kernel进入系统。因而此处删除123.8.1版本的kernel:
sudo yum remove kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64 sudo yum remove kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
基础开发环境
GCC系列
sudo yum install gcc # C编译器 sudo yum install gcc-c++ # C++编译器 sudo yum install gcc-gfortran # Fortran编译器 sudo yum install compat-gcc-44 # 兼容gcc 4.4 sudo yum install compat-gcc-44-c++ # 兼容gcc-c++ 4.4 sudo yum install compat-gcc-44-gfortran # 兼容gcc-fortran 4.4 sudo yum install compat-libf2c-34 # g77 3.4.x兼容库
软件开发辅助工具
sudo yum install make sudo yum install gdb # 代码调试器 sudo yum install cmake # Cmake sudo yum install git # 版本控制
驱动程序
显卡驱动
Linux默认只使用开源的显卡驱动，就目前的情况来看，开源驱动的效果还是不错的，但跟官方的闭源驱动相比还是有一定差距。最明显的区别是，在使用SAC的ppk功能放大波形时，使用开源驱动会出现延迟，而使用官方闭源则整个过程非常顺畅。
安装显卡检测程序:
sudo yum install nvidia-detect
检测显卡型号以及对应的驱动:
$ nvidia-detect Probing for supported NVIDIA devices... [10de:06dd] NVIDIA Corporation GF100GL [Quadro 4000] This device requires the current 340.58 NVIDIA driver kmod-nvidia
此处提示需要安装340.58版的显卡驱动:
# 安装显卡驱动及其32位库文件 sudo yum install nvidia-x11-drv nvidia-x11-drv-32bit # 卸载与官方驱动冲突的开源驱动 sudo yum remove xorg-x11-glamor
安装完显卡驱动后可以重启一下。
进阶开发环境
Clang系列
Clang可以认为是GCC的替代品，可以用于编译C、C++、Objective-C和Objective-C++。其提供了更友好的报错信息，在有些方面比GCC更友好，同时其提供了一个代码静态分析器，可以用于分析代码中可能出现的bug和内存溢出问题。
sudo yum install clang # clang编译器 sudo yum install clang-analyzer # clang静态分析器
Intel系列
Intel的大部分软件都是非开源且收费的，但同时部分软件也提供了Linux下的非商业免费版。比如icc、ifort、mkl数学库以及代码性能分析工具等。
Intel软件的申请以及安装参考《Intel非商业免费开发工具》。
还有一点需要注意的是，Intel也提供了并行相关的几个命令，比如mpicc、mpirun。所以openmpi、mpich和intel三者，在并行时只能用其中一个。
并行计算
并行可以用openmpi，也可以用mpich，二者应该是并列的。但是由于二者提供了几乎一样的命令，所以二者可以同时安装，但是不可以同时处于使用状态。
openmpi
安装openmpi:
sudo yum install openmpi openmpi-devel
安装后，二进制文件位于/usr/lib64/openmpi/bin下，动态库文件位于/usr/lib64/openmpi/lib下，因而实际使用的话还需要额外的配置，在.bashrc中加入如下语句:
export PATH=/usr/lib64/openmpi/bin/:${PATH}
module load mpi/openmpi-x86_64
mpich
安装mpich:
sudo yum install mpich mpich-devel
安装后，二进制文件位于/usr/lib64/mpich/bin下，动态库文件位于/usr/lib64/mpich/lib下，因而实际使用的话还需要额外的配置，在.bashrc中加入如下语句:
export PATH=/usr/lib64/mpich/bin/:${PATH}
module load mpi/mpich-x86_64
脚本语言环境
Perl
CentOS 7.0自带了Perl 5.16.3（2013年03月11日发布），目前的最新版本为5.20.1（2014年09月14日发布）。
系统自带Perl
系统自带Perl，就目前来看，版本不算老，基本够用。官方源和EPEL源中提供了1000多个模块，可以直接用yum安装:
sudo yum install perl-Parallel-ForkManager # 并行模块
若源中没有已打包好的模块，也可以使用perl自带的cpan来安装模块。
优先级：yum > cpan。
plenv管理新版本
若需要使用最新版本的perl，可以使用plenv安装新版本的perl，并使用plenv提供的cpanm命令安装模块:
cpanm install Parallel::ForkManager # 并行模块
Python
CentOS 7.0自带Python 2.7.5，目前Python 2的最新版本为2.7.8，Python 3的最新版本为3.4.2。
系统自带Python
系统自带的Python 2.7.5，基本已经够用，Python 2常用的模块在官方源或EPEL源中也有有编译好的包，因而直接通过yum安装即可:
sudo yum install python-matplotlib # 2D绘图库 sudo yum install PyQt4 # Qt4的Python绑定 sudo yum install numpy # 数组操作库 sudo yum install scipy # 科学计算库 sudo yum install python-requests # 网页请求 sudo yum install python-docopt # 命令行参数分析器 sudo yum install gdal-python # gdal的Python绑定
pyenv管理Python3
Python2与Python3之间是不完全兼容的，而我以Python3为主，所以需要安装一个Python3。
首先，安装pyenv来管理多个Python版本，然后利用pyenv安装anaconda3（即Python 3.4）。anaconda自带了众多科学计算所需的包，免去了安装的麻烦，对于其他包，则可以利用Python自带的pip安装:
pip install requests pip install docopt
日常软件
Office套件
LibreOffice
大多数Linux发行版都自带LibreOffice:
sudo yum install libreoffice
LibreOffice与Microsoft Office的兼容性不太好，操作界面与MS Office也有较大差异，让人不太习惯。
WPS Office
若在Linux下对于文档处理有更高一些的要求，可以尝试目前还处于测试版的WPS Office for Linux。WPS Office的兼容性以及界面都比LibreOffice要好很多，值得期待，当然还是不能做到完全兼容MS Office。
安装过程参考CentOS下安装WPS Office一文。
TeXLive 2014
系统是自带了TeXLive，版本较老，还是安装最新版比较好。
根据Linux下安装TeXLive一文，从ISO文件中安装TeXLive。
安装完成后，更新所有模块:
tlmgr update --all
Mendeley
Mendeley是一个跨平台的文献管理软件，其内部自带了一个可以添加注释的PDF阅读器。
下载Generic Linux (64 bits) ：http://www.mendeley.com/download-mendeley-desktop
安装:
tar -xvf mendeleydesktop-1.12.3-linux-x86_64.tar.bz2 # 解压 sudo mv mendeleydesktop /opt # 复制到/opt下 cd /opt/mendeleydesktop/bin # cd进去 ./install-mendeley-link-handler.sh /opt/mendeleydesktop/bin/mendeleydesktop sudo yum install qtwebkit # 安装依赖包
注销重新登陆，在Application->Education下即可看到mendeley的相关项目。不过是没有软件的图标的，强迫症不能忍，用下面的命令解决:
cp /opt/mendeleydesktop/share/icons/hicolor/128x128/apps/mendeleydesktop.png ~/.local/share/icons/
Google Chrome浏览器
默认的浏览器是Firefox，还是更喜欢Chrome浏览器。
在/etc/yum.repos.d/目录下新建文件google-chrome.repo，向其中添加如下内容:
[google-chrome] name=google-chrome baseurl=http://dl.google.com/linux/chrome/rpm/stable/$basearch enabled=1 gpgcheck=1 gpgkey=https://dl-ssl.google.com/linux/linux_signing_key.pub
安装:
sudo yum install google-chrome-stable
由于Google的官方源在国内可能无法正常访问，导致安装失败或安装后无法正常更新。有人在国内服务器上做了Google官方源的镜像，若你相信该镜像是安全的，则可使用此国内镜像代替Google官方源，google-chrome.repo的内容改为:
[google-chrome] name=google-chrome #baseurl=http://dl.google.com/linux/chrome/rpm/stable/$basearch #gpgkey=https://dl-ssl.google.com/linux/linux_signing_key.pub mirrorlist=http://1dot75cm.tk/mirrorlist gpgkey=http://1dot75cm.tk/src/linux_signing_key.pub gpgcheck=1 enabled=1
Opera浏览器
也可以选择Opera浏览器。
下载地址：http://www.opera.com/download/guide/?os=linux
选择CentOS RPM package进行下载。下载完成后，执行:
sudo yum localinstall opera-12.16-1860.x86_64.rpm
想要卸载的话，就执行:
sudo yum remove opera
Flash插件
Flash插件主要是看在线视频的时候要用。Google浏览器自带了Flash插件，所以这里安装的flash插件主要是为了firefox。
sudo rpm -ivh http://linuxdownload.adobe.com/adobe-release/adobe-release-x86_64-1.0-1.noarch.rpm sudo rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-adobe-linux sudo yum install flash-plugin
解压软件
解压7z或zip格式需要p7zip，由EPEL提供:
sudo yum install p7zip
解压rar格式需要unrar，该软件由Nux Dextop提供，但该源与EPEL源有冲突，所以直接下载该rpm进行安装:
sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/unrar-5.0.12-2.el7.nux.x86_64.rpm
效率类软件
这一类工具能够在不同方面提高科研的效率，也提高了使用者的体验。
终端模拟器
Gnome自带的终端模拟器是gnome-terminal。经常会需要开十几个终端，切换和管理起来比较麻烦。
terminator
terminator有很多功能，我只用到了终端分割的功能。Ctrl+Shift+O对终端水平分隔，Ctrl+Shift+E对终端垂直分隔，Alt+上下左右可以在各子终端中切换。
sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/terminator-0.97-6.el7.nux.noarch.rpm
guake
有些时候需要临时执行一两个命令，但是又不想额外启动一个终端的情况下，guake是个不错的选择。
sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/guake-0.4.4-11.el7.nux.x86_64.rpm
安装完成后，在Application->System Tools里找到guake Terminal即可启动。按下F12即可呼出guake，再次按下F12即可隐藏。也可在终端执行guake-prefs对gauke进行配置。
zsh与oh my zsh
Linux下有很多shell，比如最常见的bash，除此之外还有csh、ksh。zsh也是一个shell。
zsh的特点在于：
- 语法基本完全兼容于bash，一般用户完全体会不到其区别
- zsh提供命令补全特性，比bash的补全要更好用
- 可配置性强
完全不经配置的zsh已经很好用了，一般用户也没必要花时间研究配置。oh my zsh是一群人一起维护的一套zsh配置文件。直接用这个配置文件，稍稍了解一点会有更好的体验。
安装zsh:
sudo yum install zsh
安装oh my zsh:
curl -L http://install.ohmyz.sh | sh
上面的命令，做了如下几件事情：
- 下载oh my zsh到~/.oh-my-zsh
- 备份已有的zsh配置文件~/.zshrc，并复制新的.zshrc文件
- 将当前用户的默认shell由bash改成zsh
第三步中，会报错如下：chsh: "/usr/bin/zsh" is not listed in /etc/shells.，需要手动修改默认shell:
chsh -s /bin/zsh
chsh命令修改的是login shell，因而需要退出当前用户并重新登陆，以后用户的默认shell就从bash变成了zsh，所有的配置都不用写到.bashrc而要写到.zshrc中。
在.zshrc中可以选择喜欢的主题，以及适当数量的插件。下面列出我在用的插件:
-
git
该插件为git的众多常用命令提供了更简单的别名，比如git status的别名是gst，大大简写了击键数。但该插件中git mergetool --no-prompt的别名是gmt，与GMT软件冲突，需要将该插件的目录git复制到custom/plugins下，然后删除其中的gmt别名；
-
命令补全插件: pip, pyenv
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sudo：按两下ESC即可在当前命令前加上sudo
-
yum：为常见的yum命令提供别名
autojump
autojump是一个非常智能的目录快速切换的工具。简单演示如下:
$ pwd /home/seisman $ cd Desktop $ cd /opt $ cd /usr/local # 用j命令迅速从/usr/local跳转到与des匹配的目录，这里只有Desktop可以匹配 $ j des $ pwd /home/seisman/Desktop
用法差不多就这样，具体看项目主页。
安装:
sudo yum install autojump sudo yum install autojump-zsh
中文输入法
刚安装的系统可能是没有中文输入法的，源中带的中文输入法应该是ibus，使用效果一般。fcitx是更好的选择，基于fcitx框架的搜狗输入法或许是更更好的选择。
HostTool
科学上网几乎已经成为每个搞科研的人的必备技能。
科学上网的方式有很多，这里只说HostTool：https://hosts.huhamhire.com/
HostTool科学上网本质上就是用最新的host文件替代了系统自带的host文件。
下载解压后，进入目录，直接sudo python2 hoststool.py即可运行，具体的用法自己研究一下。
VirtualBox虚拟机
有时候可能需要在Windows下做一些操作，如果机器性能足够好的话，可以安装VirtualBox虚拟机。
wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/rpm/rhel/virtualbox.repo sudo mv virtualbox.repo /etc/yum.repos.d/ sudo yum install VirtualBox-4.3
这样就可以在Linux下虚拟一个Windows啦，好开心。
需要注意两点：
- 若机器性能不够，虚拟机的使用体验会非常差，所以不建议在老机器上使用；
- 就个人经验，VirtualBox安装Windows 7虚拟机，每隔几天就会毫无征兆地异常退出一次，所以使用的时候注意随时保存数据；
等宽字体
编程要用等宽字体，这点是常识了。一款适合编程的等宽字体，至少要满足如下几个要求：
- 易于区分“1”、“i”和“l”
- 易于区分“0”、“o”和“O”
- 易于区分中文下的左引号和右引号
- 美观
目前选择的Source Code Pro。将解压后的字体文件放在~/.fonts目录下，并修改终端、gedit以及其他编辑器、IDE等的默认字体。
同步网盘
网盘根据功能大概可以分为两类：同步网盘和备份网盘。既然是同步网盘，Linux下的客户端必不可少。就目前已知的情况来看，CentOS下能使用的同步网盘只有两个：Dropbox和坚果云。
我主要用同步网盘将Linux机器上的PDF文献同步到iPad上。
Dropbox
又是一个被墙的工具，熟练掌握科学上网技巧的人可以使用，一般人还是不要用了。
wget https://www.dropbox.com/download?dl=packages/fedora/nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm sudo rpm -i nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm
坚果云
国内的全平台同步网盘，不限空间，但限制每月上传流量1G，下载流量3G。
# 坚果云依赖于notify-python，该包位于Nux Dextop源中 sudo yum localinstall http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/notify-python-0.1.1-25.el7.nux.x86_64.rpm # 下载 wget https://jianguoyun.com/static/exe/installer/fedora/nautilus_nutstore_amd64.rpm sudo rpm -i nautilus_nutstore_amd64.rpm
工具软件
视频下载工具
you-get和youtube-dl <https://github.com/rg3/youtube-dl>是两个用于从视频网站上下载视频文件的工具。其中，后者支持的网站更多，但前者对国内的视频网站支持更好。
pip install you-get pip install youtube-dl # EPEL中提供了youtube-dl包，因而也可以使用yum安装。一般来说，pip安装的版本更新一些
PDF处理工具
cpdf是一个跨平台的PDF处理工具，可以完成常见的PDF合并、切割、加密解密、书签、水印等功能。
下载已编译好的二进制包，解压，并将与自己的平台对应的二进制文件复制到${HOME}/bin目录下即可使用。
BT软件
transmission是Linux下常用的Torrent下载软件:
sudo yum install transmission
在“Application”->“Internet”->中可以启动transmission。
其他工具
sudo yum install nfs-utils # 挂载NFS文件系统所必须 sudo yum install xclip # 终端的文本复制工具 sudo yum install ImageMagick # 其中的import和convert命令很有用 sudo yum install dos2unix unix2dos # Windows和Linux换行符互相转换
娱乐
sudo yum install 2048-cli # 2048命令行版
未完成
Google Earth
理论上Google Earth应该可以跟Google Chrome用类似的方法来安装的，但是由于Google Earth的rpm包存在bug，导致无法通过上面的方法安装。
$ cd - $ wget https://dl.google.com/dl/earth/client/current/google-earth-stable_current_x86_64.rpm $ rpm2cpio google-earth-stable_current_x86_64.rpm | cpio -div $ sudo cp -r opt/google/earth /opt/google/ $ sudo cp etc/cron.daily/google-earth /etc/cron.daily/ $ rm -rf usr opt etc $ sudo ln -s /opt/google/earth/free/googleearth /usr/bin/google-earth
安装完成后，启动后奔溃。。
修订历史
- 2014-07-15：初稿；
- 2014-09-05：EPEL已经发布正式版；修改了epel-release的下载链接；修订了import步骤的错误；
- 2014-09-20：将小小输入法改为搜狗输入法；
- 2014-11-20：使用zsh；
- 2014-11-24：加入了VirtualBox虚拟机；
- 2014-12-01：从ELRepo源中安装显卡驱动；
- 2014-12-02：新增Opera浏览器和unrar；
- 2014-12-27：新增pointdownload下载工具；google chrome采用非官方源镜像；
- 2014-12-28：修订unrar的rpm文件链接；
- 2015-01-03：新增同步网盘Dropbox和坚果云；删除pointdownload；
- 2015-01-05：autojump直接从epel中安装；新增youtube-dl、you-get和2048-cli；
- 2015-01-07：新增terminator和guake；
- 2015-01-27：新增cpdf；
- 2015-03-03：新增filezilla和transmission；
- 2015-03-26：安装过程中不应使用中文安装界面；
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