Unix Shell

Командная оболочка Unix, или просто Shell, это интерфейс между пользователем и операционной системой Unix (или Unix-подобной системой). Она предоставляет пользователю возможность взаимодействия с операционной системой путем выполнения командной строки. Shell интерпретирует команды, введенные пользователем или содержащиеся в скриптах, и передает их ядру операционной системы для выполнения.

Основная задача командной оболочки – обеспечить пользователю доступ (access) к различным системным ресурсам, управление файлами и процессами, а также выполнение различных задач, таких как управление системными настройками, автоматизация задач и многое другое.

Существует несколько различных оболочек Unix, таких как Bash (Bourne Again SHell), Zsh (Z shell), Ksh (Korn shell) и другие. Каждая из них имеет свои особенности и возможности, но основной функционал остается примерно одинаковым. Оболочка является мощным инструментом для опытных пользователей Unix-систем, позволяя им эффективно управлять системой и автоматизировать повседневные задачи.

Командная строка

Командная строка, или shell, представляет собой текстовый интерфейс (interface) для взаимодействия с операционной системой. Она позволяет пользователям вводить команды, которые операционная система выполняет. Обычно командная строка представляет собой простое текстовое поле, в которое пользователь вводит команды на языке (language), понятном операционной системе (например, Unix-подобные системы используют команды (commands) в стиле Unix, а Windows – команды в стиле DOS).

Shell является основным способом взаимодействия с операционной (operating) системой для опытных пользователей и администраторов. Он предоставляет широкий набор команд для управления файлами, процессами, сетью, учетными записями пользователей и другими аспектами операционной системы. Также Shell поддерживает использование скриптов, которые содержат последовательность команд для автоматизации задач. Это делает его мощным инструментом для автоматизации повседневных задач, написания сценариев обработки данных и управления системными настройками. Командная строка позволяет пользователям выполнять широкий спектр операций без необходимости использования графического интерфейса.

Где встречаются системы с командной строкой

Системы с командной строкой встречаются в различных областях информационных технологий и вычислительной техники:

• Операционные системы (systems): в Unix-подобных системах, таких как Linux, macOS, FreeBSD и других, командная строка является основным способом взаимодействия с операционной системой. Однако она также присутствует в системах семейства Windows (например, Command Prompt и PowerShell).
• Серверные среды: многие серверные приложения и сервисы используют командную строку для управления, конфигурирования и мониторинга. Администраторы серверов часто используют командную строку для удаленного управления и автоматизации задач.
• Встраиваемые системы: во встраиваемых системах, которые используются в устройствах IoT (интернета вещей), роутерах, микроконтроллерах и других устройствах, командная строка может использоваться для настройки, диагностики и управления устройством.
• Научные вычисления и анализ данных: в области научных исследований и анализа данных командная строка широко используется для выполнения вычислений, запуска скриптов обработки данных, управления вычислительными ресурсами и т.д.
• Разработка программного обеспечения: разработчики программного обеспечения часто используют командную строку для управления версиями кода с помощью систем контроля версий, сборки проектов, запуска тестов и других задач разработки.
• Администрирование баз данных: администраторы баз данных могут использовать командную строку для выполнения SQL запросов, управления базами данных, резервного копирования и восстановления данных и т. д.

Командная строка присутствует в различных областях информационных технологий, где требуется гибкое и мощное средство управления и автоматизации операций.

Какие задачи можно решать

Unix Shell (командная оболочка Unix) имеет множество применений и функций:

• Интерактивное взаимодействие с операционной системой: Shell позволяет пользователям взаимодействовать с операционной системой Unix (или Unix-подобной системой) через текстовый интерфейс, вводя команды с клавиатуры и получая результаты на экране.
• Управление файлами и каталогами: с помощью команд Shell можно создавать, копировать, перемещать, переименовывать и удалять файлы и каталоги. Это включает в себя такие операции, как создание папок, копирование файлов, поиск файлов и многое другое.
• Запуск программ и управление процессами: Shell позволяет запускать исполняемые программы (programs) и управлять процессами, включая запуск новых процессов, приостановку, возобновление и завершение уже выполняющихся процессов.
• Автоматизация задач: с помощью скриптов (например, сценариев на языке Bash) можно создавать автоматизированные процессы для выполнения повторяющихся задач, таких как резервное копирование данных, обновление системных настроек и т. д.
• Управление пользователями и разрешениями: администраторы могут использовать команды Shell для управления пользователями и группами, а также устанавливать разрешения на доступ к файлам и каталогам.
• Мониторинг и диагностика: командная оболочка предоставляет средства для мониторинга системных ресурсов, анализа журналов системных сообщений и диагностики проблем.
• Управление сетью: Shell позволяет администраторам настраивать сетевые параметры, управлять сетевыми соединениями, проверять статус сетевых интерфейсов и т. д.

Кроме того, Unix Shell является мощным и гибким инструментом, который может быть настроен и расширен для выполнения широкого спектра задач в зависимости от потребностей пользователя или администратора системы (system).

Как начать работу

• Первым шагом является выбор командной оболочки, с которой вы будете работать. Наиболее распространенными оболочками являются Bash, Zsh, и Ksh. Обычно по умолчанию используется Bash (Bourne Again SHell), но вы можете выбрать любую другую, которая лучше соответствует вашим потребностям.
• Для взаимодействия с Unix Shell вам нужно открыть терминал (или консоль). На Linux и macOS вы можете найти терминал (terminal) в меню приложений или воспользоваться горячими клавишами. В Windows вы можете использовать командную строку (Command Prompt) или PowerShell.
• После открытия терминала вы увидите приглашение командной строки (обычно заканчивается символом $ или # для суперпользователя). Теперь вы можете вводить команды и нажимать клавишу Enter для их выполнения.
• Начните с изучения базовых команд Shell, таких как ls (список файлов и каталогов), cd (смена текущего каталога), mkdir (создание каталога), cp (копирование файлов), mv (перемещение файлов), rm (удаление файлов) и так далее.
• Для каждой команды Shell есть справочная информация, которую можно прочитать, набрав man <имя_команды>. Например, man ls покажет справку о команде ls.
• Когда вы освоите основные команды, можете переходить к созданию и выполнению скриптов. Создайте текстовый файл с расширением .sh, напишите в нем последовательность команд, которые вы хотите выполнить, и запустите скрипт в терминале с помощью команды ./<имя_скрипта>.sh.
• Лучший способ научиться работать с Unix Shell – это практика. Попробуйте различные команды, экспериментируйте с параметрами команд, создавайте скрипты для решения различных задач.

Не бойтесь ошибаться и искать помощь в онлайн-ресурсах, форумах и справочной информации. Работа с Unix Shell может показаться сложной на первый взгляд, но с постоянной практикой вы быстро освоите основы и сможете эффективно использовать его для решения различных задач.

История команд

История команд в Unix Shell обычно включает в себя возможность просмотра предыдущих команд (например, с помощью клавиш со стрелками вверх и вниз), а также выполнение команд из истории по их номеру (например, !n, где n – номер команды в истории).

Пользователи могут настраивать параметры истории команд, такие как количество сохраняемых команд, способы поиска и фильтрации истории, а также сохранение истории между различными сеансами работы в файле истории.

Ключи и опции

В Unix Shell ключи и опции (options) используются для настройки поведения команд и программ. Они предоставляют пользователю гибкость и возможность настройки работы команд, чтобы выполнить конкретные задачи.

• Синтаксис: ключи и опции обычно указываются после имени команды и перед аргументами. Они начинаются с символа -, за которым следует один или несколько символов, представляющих собой либо одиночный ключ, либо сокращенное или полное имя опции.
• Одиночные ключи: отметим, что одиночные ключи представляют собой отдельные символы, которые изменяют поведение команды. Например, -l в команде ls используется для вывода подробной информации о файлах.
• Сокращенные и полные имена опций: некоторые команды позволяют использовать как сокращенные, так и полные имена опций. Например, в команде ls, опция -l эквивалентна опции –format=long. Полные имена опций обычно начинаются с двойного дефиса (–).
• Комбинирование опций: в некоторых командах можно комбинировать несколько опций в одном аргументе. К примеру, в команде ls -la опция -l используется для вывода подробной информации, а -a – для отображения скрытых файлов.
• Аргументы: опции могут быть сопровождаемы аргументами, которые передаются команде для выполнения конкретных действий или обработки определенных данных. Например, в команде cp -r <source> <destination> аргумент -r указывает на рекурсивное копирование.
• Справка: для большинства команд существует возможность просмотра справочной информации о доступных опциях. Обычно это можно сделать, добавив опцию –help или -h. К примеру, ls –help выведет справку о команде ls с описанием всех доступных опций.

Приведем примеры команд с ключами и опциями:

• ls -l – вывести список файлов с подробной информацией.
• cp -r source_dir destination_dir – рекурсивно скопировать все файлы и подкаталоги из source_dir в destination_dir.
• grep -i “pattern” file.txt – найти все вхождения «pattern» в файле file.txt, игнорируя регистр символов.

Использование ключей и опций позволяет пользователю настраивать поведение команд и программ в соответствии с конкретными потребностями и задачами.

Справка man

Справка man (от английского «manual», что означает «руководство») – это система онлайн-руководств, доступная в Unix-подобных операционных системах, таких как Linux и macOS. man предоставляет подробные справочные материалы о различных командах, утилитах, системных вызовах и файловых форматах.

• Использование: чтобы получить справку о конкретной команде или утилите, достаточно ввести в командной строке man и название команды. Например, man ls предоставит справочную информацию о команде ls, которая используется для отображения содержимого каталогов.
• Структура справки: обычно справочные материалы в man организованы в разделах. Каждый раздел содержит информацию о различных аспектах системы. К примеру, раздел 1 содержит справку о пользовательских командах, раздел 2 – о системных вызовах, раздел 3 – о библиотечных функциях и т.д.
• Навигация в справке: man обычно открывается во встроенном текстовом просмотрщике. Для перемещения по справке можно использовать клавиши со стрелками, клавиши Page Up и Page Down, а также клавиши Home и End. Для выхода из справки нужно нажать клавишу q.
• Поиск в справке: в справке man есть возможность поиска по ключевым словам. Для этого можно использовать комбинацию клавиш / для ввода поискового запроса и n для перехода к следующему вхождению.
• Секции справки: в зависимости от системы и установленных пакетов справочные материалы могут быть разделены на различные секции. Например, существуют секции для стандартных команд, системных вызовов, системных файлов и т.д.
• Справка по командам: в справке man обычно предоставляется подробное описание синтаксиса команды, ее опций и аргументов, а также примеры использования.

Справка man является незаменимым инструментом для получения подробной информации о командах и утилитах Unix, помогают пользователям освоить и использовать различные функции операционной системы.

Листатель less

Команда less является утилитой в Unix-подобных операционных системах, которая предоставляет возможность просмотра текстовых файлов в интерактивном режиме. less обладает рядом преимуществ по сравнению с другой часто используемой утилитой для просмотра файлов – more.

• Просмотр файлов в интерактивном режиме: less позволяет просматривать содержимое текстовых файлов в интерактивном режиме, что означает, что пользователь может легко пролистывать файл вперед и назад, перемещаться по файлу и выполнять другие действия.
• Поддержка больших файлов: в отличие от утилиты more, less способен обрабатывать большие текстовые файлы, так как он читает данные поблочно, а не целиком загружает файл в память.
• Прокрутка и поиск: less позволяет прокручивать файл вверх и вниз с помощью клавиш со стрелками или клавиш Page Up и Page Down. Также можно выполнять поиск по тексту в файле, используя команду / и вводя строку для поиска.
• Навигация по файлу: помимо прокрутки, less позволяет переходить к определенным строкам или смещениям в файле. Например, для перехода к конкретной строке можно набрать номер строки и нажать Enter.
• Выход из утилиты: для выхода из less можно нажать клавишу q.
• Поддержка множества опций: less поддерживает ряд опций командной строки, которые позволяют настраивать поведение утилиты. Например, можно использовать опцию -N, чтобы отображать номера строк, или -i, чтобы игнорировать регистр символов при поиске.

Утилита less является полезным инструментом для просмотра и анализа текстовых файлов в Unix-подобных операционных системах, предоставляет удобный и интерактивный способ работы с содержимым файлов.

Права

Права в Unix Shell относятся к механизму управления доступом к файлам и каталогам в операционной системе Unix и Unix-подобных системах, таких как Linux и macOS. Этот механизм позволяет определить, кто может читать, записывать и выполнять файлы в системе.

В Unix Shell каждый файл имеет набор прав, который определяет, какие действия могут выполнять различные пользователи и группы пользователей. Есть три основных типа прав:

• Чтение (read) – позволяет просматривать содержимое файла или каталога.
• Запись (write) – позволяет изменять содержимое файла или каталога, а также создавать, перемещать или удалять файлы в каталоге.
• Выполнение (execute) – помогает запускать файл (если он является исполняемым) или входить в каталог (если он является каталогом).

Каждый файл в Unix имеет владельца (пользователя) и группу, которые могут иметь свои собственные наборы прав доступа к файлу. Владелец файла может быть изменен с помощью команды chown, а группа – с помощью команды chgrp.

Права доступа к файлам и каталогам в Unix представлены в виде трех наборов битов, отображающих права доступа для владельца, группы и всех остальных пользователей. Каждый набор состоит из трех битов для чтения, записи и выполнения, например, -rwxr-xr–.

В Unix Shell существует несколько команд для управления правами доступа к файлам и каталогам:

• chmod – используется для изменения прав доступа к файлам и каталогам.
• chown – задействуется для изменения владельца файла или каталога.
• chgrp – используется для изменения группы файла или каталога.

Пользователи могут настраивать права доступа к файлам по умолчанию с помощью переменной umask. Это определяет, какие права не будут установлены для новых файлов и каталогов. Например, чтобы установить права доступа к файлу так, чтобы только владелец имел право на чтение и запись, можно использовать команду chmod 600 file.txt.

Права в Unix Shell играют важную роль в обеспечении безопасности и контроля доступа к файлам и каталогам в операционной системе, позволяя администраторам и пользователям эффективно управлять ресурсами системы.

Потоки данных

Потоки данных – это основной механизм в Unix Shell для передачи информации между процессами, командами и файлами. Есть три стандартных потока данных:

• STDIN (стандартный ввод) представляет собой поток входных данных, который используется для передачи данных в программы или процессы. Он связан с клавиатурой, поэтому пользователь может вводить данные с клавиатуры. Однако STDIN также может быть перенаправлен на чтение данных из файлов или вывода других программ с помощью оператора перенаправления <.
• STDOUT (стандартный вывод) – это поток выходных данных, который используется для вывода результатов выполнения программ или команд. По умолчанию STDOUT связан с экраном (терминалом), поэтому результаты выводятся на экран. STDOUT может быть перенаправлен на запись данных в файлы или ввод других программ с помощью оператора перенаправления >.
• STDERR (стандартный вывод ошибок) представляет собой поток для вывода сообщений об ошибках или диагностических сообщений. Связан с экраном (терминалом), но он отличается от STDOUT и используется специально для сообщений об ошибках. STDERR может быть перенаправлен на вывод в файлы или ввод других программ с помощью оператора перенаправления 2>.

Приведем примеры использования потоков данных:

• command < input.txt – перенаправление входных данных из файла input.txt в программу command.
• command1 | command2 – передача вывода команды command1 в качестве входных данных для команды command2.
• command > output.txt – перенаправление вывода программы command в файл output.txt.
• command 2> error.txt – перенаправление сообщений об ошибках из программы command в файл error.txt.

Потоки данных являются важным концептом в Unix Shell, позволяют эффективно управлять вводом, выводом и ошибками во время выполнения команд и программ.

Перенаправление ввода-вывода

Перенаправление ввода-вывода – это механизм в Unix Shell, который позволяет перенаправлять потоки ввода и вывода команд и программ для работы с файлами, устройствами и другими процессами. Он дает пользователю гибкость управлять потоками данных во время выполнения команд.

• Перенаправление ввода (<): оператор < используется для перенаправления ввода из файла в команду или программу. Например:

command < input.txt

Эта команда передает содержимое файла input.txt в качестве ввода для программы command.

• Перенаправление вывода (>): оператор > используется для перенаправления вывода команды или программы в файл.

command > output.txt

Эта команда записывает вывод программы command в файл output.txt.

• Перенаправление вывода с добавлением (>>): оператор >> также используется для перенаправления вывода, но в отличие от >, он добавляет вывод к концу файла, а не перезаписывает его.

command >> output.txt

Эта команда добавляет вывод программы command к концу файла output.txt.

• Перенаправление стандартных потоков (<, >, >>) вместе: в комбинации с операторами <, > и >>, можно перенаправлять как ввод, так и вывод одновременно. Например:

command < input.txt > output.txt

Эта команда передает ввод из файла input.txt в программу command и записывает вывод этой программы в файл output.txt.

• Перенаправление ошибок (2>): для перенаправления сообщений об ошибках можно использовать оператор 2>. Например:

command 2> error.txt

Эта команда записывает сообщения об ошибках из программы command в файл error.txt.

• Комбинированное перенаправление (&>, 2>&1): с помощью оператора &> или 2>&1 можно перенаправлять как вывод, так и ошибки одновременно.

command &> output_and_error.txt

Эта команда записывает как вывод, так и сообщения об ошибках из программы command в файл (file) output_and_error.txt.

Перенаправление ввода-вывода в Unix Shell обеспечивает гибкость и управление потоками данных во время выполнения команд, позволяет пользователям эффективно управлять вводом, выводом и ошибками при работе с файлами и командами.

Команды

Базовые команды в Unix Shell – это набор основных команд, которые позволяют вам управлять файлами, каталогами, процессами, сетью и другими аспектами операционной системы Unix.

• ls используется для отображения списка файлов и каталогов в текущем рабочем каталоге.
• cd позволяет изменить текущий рабочий каталог. Пример использования: cd /path/to/directory.
• pwd выводит полный путь к текущему рабочему каталогу.
• mkdir используется для создания новых каталогов. Пример: mkdir new_directory.
• rm удаляет файлы и каталоги. Пример использования: rm file.txt.
• cp копирует файлы и каталоги. К примеру: cp source_file destination_file.
• mv перемещает или переименовывает файлы и каталоги. Например: mv old_name new_name.
• cat выводит содержимое файлов на экран. К примеру: cat file.txt.
• grep используется для поиска текста в файлах. Пример использования: grep pattern file.txt.
• ps показывает активные процессы. Например: ps aux.
• kill отправляет сигнал процессу для завершения его работы. Пример использования: kill PID.
• chmod изменяет права доступа к файлам и каталогам. Пример: chmod 755 file.txt.
• chown изменяет владельца и/или группу файлов и каталогов. Например: chown user:group file.txt.
• ping используется для проверки доступности узла в сети. Пример использования: ping example.com.
• ifconfig/ip показывают информацию о сетевых интерфейсах. Например: ifconfig или ip addr show.

Команды позволяют управлять файлами, процессами, сетью и другими аспектами операционной системы Unix, обеспечивают основные функции и возможности для работы в командной строке.

Зачем изучать Unix Shell

Изучение Unix Shell представляет собой ценный опыт по ряду причин:

• Эффективность в работе с системой: операционные системы Unix и Unix-подобные системы (например, Linux) являются основой для многих серверов, суперкомпьютеров (computer), мобильных устройств и встроенных систем. Умение работать с командной строкой Unix позволяет эффективно управлять этими системами.
• Гибкость и мощь: Unix Shell предоставляет множество команд и утилит, которые позволяют выполнять различные задачи, включая управление файлами, обработку текста, администрирование системы, сетевые операции и многое другое. Это дает пользователю гибкость и мощь в управлении операционной системой.
• Автоматизация и сценарии: знание Unix Shell позволяет создавать скрипты и сценарии для автоматизации повседневных задач. Это может значительно ускорить процесс работы и снизить вероятность ошибок.
• Подготовка к карьере в IT: знание Unix Shell является востребованным навыком во многих сферах IT, включая системное администрирование, разработку программного обеспечения, анализ данных (data) и кибербезопасность. Оно может стать ценным дополнением к вашему резюме и открыть двери для новых возможностей карьерного роста.
• Понимание основных принципов операционных систем: изучение Unix Shell помогает понять основные принципы операционных систем, такие как управление процессами, файловая система, сетевое взаимодействие и безопасность.
• Бесплатные ресурсы и сообщество: для изучения Unix Shell существует множество бесплатных ресурсов, включая онлайн-курсы, учебники, форумы и сообщества, которые могут помочь вам освоить этот навык.

Изучение Unix Shell представляет собой ценный опыт, который может улучшить вашу профессиональную квалификацию, расширить ваши карьерные возможности и углубить понимание работы операционных систем.