linux環(huán)境程序設(shè)計(jì)教學(xué)第2章基本操作

第2章Linux基本操作Linux系統(tǒng)有兩種操作方法，一種是使用鼠標(biāo)鍵盤等輸入設(shè)備直接在圖形界面XWindow上操作，另一種是通過輸入文本命令方式在控制臺(tái)上操作。各種Linux發(fā)行版的操作遵循同樣的原則，所以操作方法非常相似。2.1登錄安裝有圖形界面的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)直接進(jìn)入到XWindow中，并提示輸入用戶名和密碼登錄。第一次登入可能需用創(chuàng)建一個(gè)新用戶，該用戶只是一個(gè)普通用戶，不能直接進(jìn)行系統(tǒng)配置。有些時(shí)候需要在控制臺(tái)上登錄，則直接輸入用戶名和密碼即可。2.1.1shell程序shell是一種具備特殊功能的程序，也是介于用戶和Linux內(nèi)核間的一個(gè)接口。Linux系統(tǒng)擁有多種shell，發(fā)行版中常用的是名為bash的shell。這種shell不但能執(zhí)行簡單的命令，還能將多個(gè)命令、條件和參數(shù)編寫為程序執(zhí)行。使用Linux系統(tǒng)進(jìn)行程序開發(fā)通常需要掌握一些常用shell命令，如表所示。2.1.1shell程序命

令說

明命

令說

明man查看聯(lián)機(jī)幫助ls查看目錄及文件列表cp復(fù)制目錄或文件mv移動(dòng)目錄或文件cd改變工作目錄rm刪除目錄或文件mkdir創(chuàng)建新目錄rmdir刪除空目錄cat查看文本文件內(nèi)容find查找目錄或文件date顯示或修改日期時(shí)間free查看內(nèi)存和交換空間信息chmod修改目錄或文件權(quán)限chown更改目錄或文件的所有者Linux系統(tǒng)是一個(gè)多用戶多任務(wù)的分時(shí)操作系統(tǒng)。任何一個(gè)要使用系統(tǒng)資源的用戶都必須先向系統(tǒng)管理員申請(qǐng)一個(gè)賬號(hào)，然后以這個(gè)賬號(hào)的身份進(jìn)入系統(tǒng)，該賬號(hào)的名稱就是登錄名。Linux系統(tǒng)通常有多個(gè)控制臺(tái)，進(jìn)入控制臺(tái)后可使用shell程序操作計(jì)算機(jī)。例如，在控制臺(tái)創(chuàng)建一個(gè)新用戶的步驟如下：（1）Linux系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入XWindow登錄畫面，按下Ctrl+Alt+F2鍵。（2）輸入根用戶名root和密碼獲取系統(tǒng)管理員權(quán)限，密碼是系統(tǒng)安裝時(shí)所設(shè)置的。（3）輸入下列命令，創(chuàng)建一個(gè)新用戶，然后配置該用戶的密碼。adduser[用戶名]

//創(chuàng)建新用戶，該用戶隸屬于普通用戶分組passwd[用戶名]

//為該用戶修改密碼，新建用戶的密碼為空（4）按下Ctrl+Alt+F1鍵，回到XWindow畫面，用新用戶的用戶名和密碼登錄。2.1.2控制臺(tái)2.1.3終端終端是XWindow里訪問shell程序的接口。在GNOME桌面上打開終端的方式為選擇“應(yīng)用程序”|“系統(tǒng)工具”|“終端”命令。進(jìn)入終端后，將以登錄XWindow的用戶名登錄shell。在安裝軟件或?qū)ο到y(tǒng)配置進(jìn)行改變操作時(shí)，通常需要獲得根用戶的權(quán)限。在終端中獲得根用戶權(quán)限的命令是su。2.2文件和目錄文件系統(tǒng)是在物理存儲(chǔ)設(shè)備中存放數(shù)據(jù)的索引格式，文件和目錄是數(shù)據(jù)的邏輯劃分形式。在Linux系統(tǒng)中，文件的準(zhǔn)確定義是不包含任何其他結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流。Linux系統(tǒng)的文件類型概括起來可分為5種，分別是普通文件、目錄文件、鏈接文件、設(shè)備文件和管道文件。普通文件就是平時(shí)所見的大多數(shù)文件，它的特點(diǎn)是不包含文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)信息。目錄文件是用于存放文件路徑及相關(guān)信息的文件，是文件系統(tǒng)的基本節(jié)點(diǎn)。目錄文件使文件系統(tǒng)呈現(xiàn)出樹形結(jié)構(gòu)。在Linux系統(tǒng)中，通常所說的目錄就是指目錄文件。鏈接文件是指向另一個(gè)真實(shí)文件的鏈接，是一種特殊的文件結(jié)構(gòu)。設(shè)備文件是保存計(jì)算機(jī)設(shè)備信息和接口的文件，這是Linux操作系統(tǒng)的獨(dú)特形式，計(jì)算機(jī)的所有設(shè)備都以文件的形式提供給應(yīng)用程序使用。管道文件是用于應(yīng)用程序之間進(jìn)行通信的文件。2.2.1文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)是磁盤及其邏輯分區(qū)的目錄結(jié)構(gòu)，一個(gè)磁盤設(shè)備可包含一個(gè)或多個(gè)文件系統(tǒng)，但每個(gè)文件系統(tǒng)必須占據(jù)硬盤中單獨(dú)的一個(gè)分區(qū)，如圖所示。Linux文件系統(tǒng)可以根據(jù)需要隨時(shí)裝載和移除，這種方法保證了文件存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和系統(tǒng)安全。當(dāng)常用的Linux桌面版系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，包含根目錄的文件系統(tǒng)首先被裝載，該文件系統(tǒng)上存放著保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的系統(tǒng)文件，其他文件系統(tǒng)在桌面環(huán)境啟動(dòng)時(shí)作為子系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地安裝到主系統(tǒng)中。其中，mnt是為掛載子文件系統(tǒng)而設(shè)置的掛載點(diǎn)。經(jīng)過掛載之后，主文件系統(tǒng)與子文件系統(tǒng)就構(gòu)成一個(gè)有完整目錄層次結(jié)構(gòu)的、容量更大的文件系統(tǒng)。已掛載的子文件系統(tǒng)也可從整個(gè)文件系統(tǒng)上移除，恢復(fù)安裝前的獨(dú)立狀態(tài)。掛載和移除子文件系統(tǒng)的操作方法如下：2.2.1文件系統(tǒng)2.2.1文件系統(tǒng)（1）建立文件系統(tǒng)。當(dāng)硬盤完成分區(qū)后，應(yīng)該在該分區(qū)上建立文件系統(tǒng)，該操作又稱為格式化。建立文件系統(tǒng)是通過mkfs工具來完成的。例如，如果需要在分區(qū)/dev/hdb1上建立ext4文件系統(tǒng)，可使用下列命令：mkfs

-text4

/dev/hdb1按照Linux系統(tǒng)對(duì)分區(qū)的命名規(guī)則，ATA接口的硬盤以字母組合hd開始，SCSI和SATA接口硬盤以字母組合sd開始。第3個(gè)字母是硬盤的序號(hào)，a為第1塊硬盤，b為第2塊硬盤，依次類推。最后一位數(shù)字是分區(qū)的序號(hào)。2.2.1文件系統(tǒng)（2）掛載子文件系統(tǒng)。創(chuàng)建文件系統(tǒng)后，需要使用命令mount將該文件系統(tǒng)安裝到主文件系統(tǒng)中。例如將第（1）步中的hdb1分區(qū)掛載到“/mnt/dev”節(jié)點(diǎn)上，可使用下列命令：su

//切換到根用戶權(quán)限mkdir

/mnt/dev

//創(chuàng)建目錄chmod

777/mnt/dev

//修改目錄權(quán)限mount

-text4

/dev/hdb1/mnt/dev

//掛載子文件系統(tǒng)在進(jìn)行掛載前，首先要切換為根用戶權(quán)限，否則無法訪問“/mnt”目錄。然后，為掛載點(diǎn)建立一個(gè)空目錄，為了讓所有用戶都能訪問和修改該目錄，還需要使用chmod命令修改目錄的權(quán)限。最后執(zhí)行mount命令進(jìn)行掛載，第1個(gè)參數(shù)是文件系統(tǒng)類型，第2個(gè)參數(shù)是分區(qū)的路徑，第3個(gè)參數(shù)是掛載點(diǎn)的路徑。2.2.1文件系統(tǒng)（3）卸載子文件系統(tǒng)。對(duì)于一些可讀寫的移動(dòng)設(shè)備來說，移除設(shè)備前需要進(jìn)行卸載子文件系統(tǒng)操作。因?yàn)長inux系統(tǒng)使用了緩存機(jī)制，如果不卸載就移除設(shè)備可能會(huì)造成子文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。例如某個(gè)已掛載的USB存儲(chǔ)器掛載點(diǎn)為/mnt/usbdisk，卸載該文件系統(tǒng)的命令如下：umount

/mnt/usbdisk注意：對(duì)于正在進(jìn)行讀寫操作的子文件系統(tǒng)不能使用umount命令卸載。卸載子文件系統(tǒng)前，應(yīng)保證其中沒有文件被打開。2.2.2文件名Linux系統(tǒng)的文件名由字符和數(shù)字組成，其中字符可以是大小寫英文字母或其他Unicode編碼的文字和符號(hào)。但不能包括“*”、“?”和“[]”文件名通配符。Linux系統(tǒng)的文件名也有類似其他操作系統(tǒng)的擴(kuò)展名，在文件名最后一個(gè)“.”后的內(nèi)容即是擴(kuò)展名。例如，C語言源文件的擴(kuò)展名是c，頭文件的擴(kuò)展名是h。2.2.3路徑名Linux文件系統(tǒng)采用帶鏈接的樹形目錄結(jié)構(gòu)，即只有一個(gè)根目錄。根目錄可含有下級(jí)子目錄或文件；子目錄中又可含有更下級(jí)的子目錄或者文件。這樣一層一層地延伸下去，構(gòu)成一棵倒置的樹，如圖所示。2.2.3路徑名2.2.3路徑名路徑名可分為絕對(duì)路徑和相對(duì)路徑，絕對(duì)路徑是從根目錄到目標(biāo)目錄或文件所經(jīng)過的所有節(jié)點(diǎn)名稱，如文件m1.c的絕對(duì)路徑是“/home/shizhe/workspace/m1.c”。相對(duì)路徑是某一個(gè)目錄到目標(biāo)目錄或文件所經(jīng)過的所有節(jié)點(diǎn)名稱，如文件m1.c的相對(duì)于“/home”的相對(duì)路徑是“shizhe/workspace/m1.c”。2.2.4工作目錄控制臺(tái)或終端在某個(gè)時(shí)刻總是對(duì)應(yīng)著一個(gè)目錄，該目錄即工作目錄。在控制臺(tái)或終端執(zhí)行命令或程序，對(duì)某個(gè)沒有指定路徑的文件或子目錄進(jìn)行操作，控制臺(tái)或終端會(huì)自動(dòng)在文件或子目錄前加入當(dāng)前工作目錄的路徑。例如，執(zhí)行l(wèi)s命令會(huì)將工作目錄下的文件和子目錄名稱顯示出來，除非在ls命令后輸入某一具體的路徑名稱。工作目錄可用“.”表示，工作目錄上層父目錄用“..”表示。cd命令用于改變工作目錄。2.2.5起始目錄用戶通過控制臺(tái)或終端登錄時(shí)，起始目錄為用戶的主目錄。默認(rèn)情況下，起始目錄是用戶主目錄，通常是“/home”目錄中與用戶的登錄名相同的一個(gè)子目錄。起始目錄可用“~”符號(hào)表示。例如，無論當(dāng)前工作目錄為何處，下列命令都能用于顯示起始目錄下的文件或主目錄。ls

~

//顯示起始目錄下所有的文件名與子目錄名控制臺(tái)或終端會(huì)將“~”符號(hào)替換成用戶起始目錄的絕對(duì)路徑，該符號(hào)也被認(rèn)為是環(huán)境變量，Linux系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)維護(hù)“~”符號(hào)的值。2.3輸入和輸出Linux系統(tǒng)的輸入和輸出功能由Linux內(nèi)核提供，內(nèi)核管理著所有的輸入與輸出設(shè)備。這些設(shè)備以設(shè)備文件的形式存在，保存在“/dev”目錄中。所有運(yùn)行在Linux系統(tǒng)上的應(yīng)用程序必須通過Linux內(nèi)核進(jìn)行輸入與輸出操作，本節(jié)簡單介紹Linux內(nèi)核的輸入和輸出概念。2.3.1文件描述符文件描述符是一個(gè)小的非負(fù)整數(shù)，內(nèi)核用以標(biāo)識(shí)某一特定進(jìn)程正在存訪的文件。當(dāng)內(nèi)核打開一個(gè)現(xiàn)存文件或創(chuàng)建一個(gè)新文件時(shí)，它會(huì)返回一個(gè)文件描述符給該進(jìn)程，這樣該進(jìn)程就能通過內(nèi)核訪問目標(biāo)文件。2.3.2標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤按慣例，每當(dāng)運(yùn)行一個(gè)新程序時(shí)，所有的shell都為其打開3個(gè)文件描述符：標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出以及標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤。如果像簡單命令ls那樣沒有做什么特殊處理，則這3個(gè)描述符都連向終端。大多數(shù)shell均提供同一種描述方法，這樣可以使任何一個(gè)或所有這3個(gè)描述符都能重新定向到某一個(gè)文件，例如：#ls

>file.list執(zhí)行l(wèi)s命令，其標(biāo)準(zhǔn)輸出重新定向到名為file.list的文件上。2.3.3標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)提供一種對(duì)不用緩存的輸入輸出函數(shù)的緩存機(jī)制。使用標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是無需擔(dān)心如何選取最佳的緩存長度，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)與處理輸入行有關(guān)（常常發(fā)生在Linux的應(yīng)用中）。例如，fgets()函數(shù)讀完一整行數(shù)據(jù)，而另一方面，read()函數(shù)讀取指定字節(jié)