Podstawy pracy z systemem UNIX

Większość współczesnych komputerów (i podobnych urządzeń np. tablety czy telefony) wyposażonych jest w złożone oprogramowanie, które składa się na system operacyjny. Z całą pewnością korzystałeś z systemów operacyjnych firmy Microsoft – rodziny Windows. Mogłeś też zetknąć się z systemem Android (czyli odmianą Uniksa) od Google czy iOS od Apple. W większości przypadków system posiada tzw. interfejs graficzny czyli GUI (Graphical User Interface). Systemy te są zasadniczo podobne i np. uruchomienie przeglądarki internetowej czy przeglądanie dysku nie jest dla nikogo wyzwaniem.

Jednak nie każdy komputer posiada GUI, dotyczy to np. rozbudowanych komputerów wykorzystywanych w obliczeniach numerycznych (np. wyznaczanie właściwości aerodynamicznych samochodu z użyciem programu Fluent). W takim przypadku nie ma możliwości skorzystania z myszki i obejrzenia czegoś na ekranie, ponieważ komputer znajduje się w serwerowni, czasami w innym kraju. Aby korzystać z takiego zdalnego komputera musimy połączyć się z nim za pomocą specjalnego programu, który pozwoli nam na wydawanie mu polecenia w trybie tekstowym.

Na potrzeby tego laboratorium każdy otrzymał kartkę z loginem i hasłem. Są one ważne do końca semestru i można za ich pomocą zalogować się na nasz szkolny serwer info3.meil.pw.edu.pl również spoza kampusu.

Jeśli korzystasz z oprogramowania Windows, do połączenia najwygodniej wykorzystać darmowy program PuTTy. Po uruchomieniu należy podać dane:

  • Host Name– nazwa hosta (info3.meil.pw.edu.pl),
  • Port– Numer portu, z których chcemy się połączyć (22),
  • Connection Type – typ połączenia (SSH).

Po kliknięciu Open pojawi się czarne okno z zapytaniem o login a następnie o hasło. Uwaga: znaki wpisywanego hasła nie są w żaden sposób zaznaczone (np. gwiazdkami) i jest ono niewidoczne. Po zalogowaniu się zobaczysz informacje o dacie, licencji, wersji systemu, itd. kończące się:

Last login: Thu Feb 21 06:23:38 2013 from xx.xx.xx.xx
stud01@eto:~$

W przypadku logowania się z systemu Linuks korzystamy z polecenia ssh:

ssh stud01@info3.meil.pw.edu.pl

Port 22 jest domyślnym portem używanym przez polecenie, nie trzeba go podawać explicite.

Zapis:

stud01@eto:~$

to tzw. znak zachęty i oznacza, że jako użytkownik stud01 jesteśmy zalogowani na komputer eto. Między znakami : i $ znajduje się katalog, w którym się aktualnie znajdujemy. W tym przypadku jesteśmy katalogu domowym. Znak ~ to skrót, którego rozwinięcie to /home/students/stud01.

Ćwiczenia

Pierwsze starcie

Wpisz w konsoli polecenie date i wciśnij enter. Komputer wyświetli aktualną (jego zdaniem) datę i godzinę. Poniżej ponownie wyświetli się linijka kończącą się na $, oznaczającą, że komputer czeka na nowe polecenia. Używając strzałek góra i dół możesz przeglądać historię poleceń. Kliknięcie klawiszy Ctrl + R uruchomi opcję wyszukiwania poleceń w historii. Klasyczny znak zachęty zostanie zastąpiony przez

(reverse-i-search)`':

Wyszukujemy przez wpisywanie kolejnych znaków z szukanego polecenia, a pod dwukropku system pokaże podpowiedź. Kolejne kliknięcie Ctrl + R pokaże nastęþną sugestię. Innym ułatwieniem jest kończenie nazw. Jeśli wpiszesz dat i naciśniesz 2x klawisz tab, wyświetlona zostanie lista poleceń zaczynających się na dat. Jeśli jest tylko jedno takie polecenie, nazwa zostanie dokończona. Pamiętaj o tych trikach – znacznie ułatwiają pracę w trybie tekstowym.

Poruszanie się po katalogach

Pracując w trybie tekstowym, zawsze pracujemy w jakimś katalogu, tzw. katalogu bieżącym. Jeśli uruchomimy jakiś program, np. prosty program czytający dane z pliku z Informatyki I, będzie on odczytywał pliki znajdujące się w tym katalogu. Każdy program, którego będziesz używać, a który potrzebuje nazwy pliku lub katalogu (np. do kopiowania), może ją otrzymać w dwóch postaciach. Pierwsza to tzw. ścieżka bezwzględna, zaczynająca się od znaku / np:

/home/students/stud01
/usr/bin/bash
/etc

Sprawdź, w jakim katalogu się znajdujesz przez wpisanie polecenia pwd.

Aby zmienić katalog, wykorzystuje się polecenie cd, np.

stud01@eto:~$ cd /tmp
stud01@eto:/tmp$ pwd
/tmp
stud01@eto:~$

Teraz przejdź do katalogu /home i sprawdź czy się udało, z użyciem polecenia pwd. Aby powrócić do katalogu domowego wpisz

stud01@eto:~$ cd ~

Znak \(\sim\) zawsze oznacza katalog domowy użytkownika.

Dodatkowo, oprócz ścieżki bezwzględnej, można podać ścieżkę względną:

  • ../ oznacza katalog nadrzędny,
  • / oznacza katalog główny (początek każdej ścieżki bezwzględnej),
  • . i ./ oznaczają katalog bieżący (ten zwracany przez polecenie pwd).

Poeksperymentuj teraz z poruszaniem się po katalogach. Jeśli wpisywanie ścieżek Cię znudzi wypróbuj program mc. Pozwala on m. in. na graficzne poruszanie się po drzewie katalogów. Z programu wychodzimy przez kliknięcie klawisza F10 lub wpisanie exit.

Tworzenie i usuwanie katalogów

Do tworzenia katalogów służy polecenie mkdir np.

$ mkdir nazwa_katalogu

a do sprawdzenia zawartości aktualnego katalogu polecenie ls. Stwórz teraz katalogi A, B, C i D, każdy wewnątrz poprzedniego. Aby to zrobić będziesz musiał stworzyć katalog A, przejść do niego, następnie stworzyć B, itd. Do usuwania katalogów służy polecenie rmdir. Usuń teraz stworzone katalogi.

Za pomocą rmdir nie można usunąć katalogu posiadającego zawartość. W tym celu należy wykorzystać polecenie rm -r. Znaki -r po nazwie programu rm są argumentem programu i oznaczają, że katalog ma być usuwany rekurencyjne. Podobne argumenty posiada większość poleceń, np. ls -l pokazuje zawartość danego katalogu w postaci listy zawierającej różne informacje o pliku.

Podstawowe operacja na plikach i katalogach

Komenda echo wypisuje na ekran ciąg znaków, który podany jest jako jej argument. Można to wykorzystać do stworzenia pierwszego pliku (o znaczeniu symbolu >> będzie na kolejnych zajęciach)

$ echo pierwszy plik >> plik.txt

Aby wyświetlić zawartość pliku na ekranie używamy polecenia cat

$ cat plik.txt

Kopiowanie i przenoszenie

Do kopiowania służy komenda cp CO GDZIE. Stwórz teraz katalog i skopiuj do niego Twój plik. Powinno to wyglądać tak:

$ cp plik.txt katalog

Aby przenieść/zmienić nazwę pliku lub katalogu używamy polecenia mv CO GDZIE. Przejdź do nowego katalogu i zmień nazwę pliku. Następnie usuń plik poleceniem rm.

Nie zawsze trzeba podawać pełną nazwę pliku/katalogu, który chcemy wykorzystać jako argument programu. Kliknięcie klawisza tab dokończy wpisywaną nazwę. Jeśli podpowiedź nie jest jednoznaczna, po dwukrotnym naciśnięciu klawisza tab w konsoli zostaną wyświetlone nazwy wszystkich plików/katalogów zaczynające się od wpisanych znaków.

Pomoc

Znakomita większość komend trybu tekstowego posiada porządną dokumentację dostępną od ręki, np.:

$ man rm
$ rm --help

W przypadku komendy man dostajemy obszerniejszą dokumentację. Tekst przewija się za pomocą strzałek. Aby zakończyć przeglądanie należy wcisnąć Q. Sprawdź instrukcje dla poleceń who, whoami, finger i date. Sprawdź jak działają.

Program Tar

Program tar służy do pakowania i rozpakowywania drzewa katalogów i plików w jeden plik. Plik wynikowy niekoniecznie musi być mniejszy niż oryginalne pliki. Dopiero użycie kompresji zmniejszy rozmiar. Przygotuj najpierw kilka plików do spakowania:

$ mkdir a
$ cd a
$ mkdir b
$ echo asdasd >> ./b/c
$ cat ./b/c
asdasd

Teraz spakuj je a następnie obejrzyj zawartość archiwum za pomocą programu mc.

$ tar -cf test.tar b
$ ls
b  test.tar
$ mc

Sprawdź zawartość katalogu, który spakowałeś, następnie usuń go i rozpakuj archiwum.

$ ls
b  test.tar
$ rm -r b
$ ls
test.tar
$ tar -xf test.tar
$ ls
b  test.tar

Sprawdź poleceniem ls -la objętość utworzonego archiwum. Następnie spakuj te same pliki z dodatkową flagą z. Dodanie tego parametru uruchamia kompresję programem gzip. Zmień rozszerzenie archiwum na tar.gz. Sprawdź czy plik wynikowy jest mniejszy.

Proste skrypty

Najważniejszym aspektem pracy w trybie tekstowym jest możliwość tworzenia skryptów, czyli zapisanych w pliku kolejnych komend wykonywanych tak, jakbyśmy wpisywali je z klawiatury. Więcej o zaawansowanych skryptach dowiesz się na następnych laboratoriach, pierwszy napiszesz dzisiaj.

Prostymi i dość wygodnymi edytorami tekstu są nano i vim. Uruchom program nano komendą nano skrypt.sh i zapisz do niego pierwszy skrypt:

#!/bin/bash
echo 1
echo 2

Następnie zmień uprawnienia, aby pozwolić na uruchomienie naszego skryptu:

$ chmod u+x skrypt.sh
$ ./skrypt.sh

Polecenie chmod służy do zmiany uprawnień pliku. u oznacza użytkownika (czyli Ciebie), któremu chcemy nadać + prawo uruchamiania x skryptów/programów.

Zmienne

Bash obsługuje zmienne, tak jak język C. Nie występuje tu jednak typowanie. Aby stworzyć zmienną zawierającą tekst piszemy:

zmienna="Tekst"

Natomiast wynik działania jakiegoś programu możemy zapisać do zmiennej w następujący sposób:

zmienna=$( pwd )

Aby odczytać zmienną piszemy:

echo $zmienna

Drugi skrypt

Przygotuj strukturę katalogów:

  • AA
    • BB
      • plik.txt
    • CC
      • DD
      • plik.txt

zawierając niezbędne komendy w skrypcie. Plik plik.txt ma zawierać datę zwracaną przez polecenie date.

Zmodyfikuj skrypt tak, aby nazwa każdego katalogu zaczynała się przedrostkiem przekazanym do skryptu przy jego uruchomieniu.

  • przed_AA
    • przed_BB
      • plik.txt
    • przed_CC
      • przed_DD
      • plik.txt

Abu uruchomić skrypt wraz z dwoma argumentami arg1 i arg2 należy wpisać

./skrypt.sh arg1 arg2

Do argumentów arg1 i arg2 mamy dostęp z wewnątrz skryptu dzięki tzw. zmiennym programowym. Jest ich dziewięć $1 – $9, w tym przypadku będą to zmienne $1 i $2.

Pętle

Przygotuj skrypt zawierający:

#!/bin/bash

for i in *.txt
do
  cp $i $1_$i
done

i uruchom go w katalogu zawierającym pliki z rozszerzeniem .txt. W jaki sposób działa? Pamiętaj o argumencie skryptu!

Napisz skrypt, który tworzy katalog o nazwie podanej jako pierwszy argument skryptu $1 i kopiuje do niego wszystkie pliki .txt dodając do ich nazwy przedrostek podany jako drugi argument $2. Co się stanie jeśli nie podasz argumentów do skryptu?

GUI

Jeśli korzystasz z systemu Linux dane z komputera zdalnego możesz skopiować na komputer lokalny za pomocą polecenia scp. Będąc cały czas zalogowanym na serwer eto stwórz w katalogu domowym plik copyme. Wyloguj się poleceniem exit lub skrótem klawiaturowym Ctrl+D.

Otwórz konsolę na komputerze lokalnym i ściągnij utworzony plik za pomocą polecenia

scp stud01@info3.meil.pw.edu.pl:~/copyme ./

W ogólności składnia ma postać

scp login@host:sciezka_do_pliku gdzie_zapisac

Program scp działa tak jak cp, z tą różnicą, że cel (lub źródło) znajduje się na innym komputerze obsługującym połączenia ssh. Dla komputerów z systemem z rodziny Windows stworzono program WinSCP, który pozwala na kopiowanie danych w trybie graficznym.

Deser! *

Pre-rekwizyty

Sprawdź do czego służy program write z użyciem polecenia man. Porównaj także rezultaty komend:

$ who
$ who | awk '{print $1}'
$ who | awk '{print $2}'

Zwróć uwagę na symbol |, który oznacza przekierowanie wyjścia jednego programu na wejście drugiego. Taki zapis nazywa się “potokiem” (ang. pipe).

Skrypt spamera

Stwórz skrypt:

#!/bin/bash

for u in $( who | awk '{print $1}' )
do
   echo $u
done

i sprawdź jak działa. Następnie zmodyfikuj go tak, aby “zaspamować” wszystkich zalogowanych.