一、重新认识操作系统

 在介绍Linux基本指令之前，我们需要对操作系统这一概念作进一步的认识，这样才能更好的帮助我们去理解指令操作。

1.1 操作系统是什么？

先给出结论：
 操作系统是一款做软硬件管理的软件。

• 应用软件：Word、Matlab…
• 操作系统：Windows、Linux…
• 设备驱动：声卡驱动、网卡驱动…
• 硬件：cpu、内存、硬盘、显示器、键盘

 在操作系统之上，需要有各种不同的软件，来满足不同用户的不同应用场景，因此应用软件是工作在操作系统之上的。举个例子：应用软件就像是客户，操作系统就像是个CEO它开了一家公司，手下有很多员工，当客户有需求找到CEO，CEO就会把任务安排给自己的员工去完成，当然CEO并不会直接把任务分配给手下的每一个打工人（就是这里的硬件）告诉每一个打工人他们该干嘛，这还不把CEO给累死。在打工人之上还有项目经理，CEO会把任务交给项目经理（就是这里的设备驱动），又项目经理去把任务分配给每一个底层打工人（硬件）。

1.2 为什么要有操作系统？

 其实通过上面的例子，大家应该已经可以看出操作系统的作用。操作系统的核心工作是：通过对下管理好软硬件资源的手段，达到对上提供良好的操作（使用）环境。
 一个良好的操作系统的衡量指标：稳定、快速、安全。

1.3 我们在计算机上的所有操作

 我们在计算机上的所有行为都会转化成为硬件行为。我们的所有软件行为，全部需要自顶向下贯穿计算机的软硬件结构。也就是说，几乎我们的所有软件行为，未来都和操作系统有直接或间接的关系。

1.4 Linux操作的特点

 大部分的Linux操作系统都采用纯命令行的方式进行操作，也有图形化界面，但是一般不用，无论图形还是指令，本质都是一样的，指令操作更贴近操作系统。

二、Linux基本指令

 Linux下一切皆文件，这意味着我们的所有指令操作都是针对文件进行的。这里我们需要对文件做进一步的认识。首先Linux中的文件分为两种：目录（相当于Windows中的一个文件夹）和普通文件，文件 = 文件内容 + 文件属性（文件的属性也是数据，也需要存储），这就决定了文件操作 = 对文件内容的操作 or 对文件属性的操作。

2.1 mkdir指令（重要）

语法：mkdir [选项] dirname(目录名)
功能：在当前目录下创建一个名为"dirname"的目录
常用选项：

• -p，–parents：后跟一个路径名称，此时若路径中的某些目录尚不存在，加上此选项后，系统将自动建立好那些尚不存在的目录，即一次可以建立多个目录。
  示例：mkdir -p text/text1/text2/：递归建立多个目录

2.2 rmdir指令

 rmdir是一个与mkdir相对应的命令。mkdir是建立目录，而rmdir是删除目录。

语法：rmdir [选项][dirname]
适用对象：具有当前目录操作权限的所有使用者
功能：删除空目录
常用选项：

• -p：当前目录被删除后如果父目录也变成空目录的话，就连带父目录一起删除。

2.3 rm指令（重要）

 rm指令可以同时删除普通文件或目录。

语法：rm [选项][dirname]
适用对象：所有使用者
功能：删除文件或目录
常用选项：

• -f：即使文件属性为只读（即写保护），亦直接删除
• -i：删除前逐一询问
• -r：删除目录及其下所有文件

2.4 touch指令

语法：touch [选项] 文件
功能：touch命令可以更改文档或目录的日期，包括存取时间和更改时间，或者新建一个不存在的文件。
常用选项：

• -a，–time=atime，–time=access，–time=use：只更改存取时间。
• -c，–no-create：不建立任何文档。
• -d：使用指定的日期时间，而非现在的时间。
• -f：此参数将忽略不予处理，仅负责解决BSD版本touch指令的兼容性问题。
• -m，–time=mtime，–time=modify：只更改变动时间。
• -r：把指定文档或目录的日期时间，统统设成和参考文档或目录的日期时间相同。
• -t：使用指定的日期时间，而非现在的时间。

2.5 ls指令

语法：ls[选项][目录或文件]
功能：对于目录，该命令列出该目录下的所有子目录与文件。对于文件，将列出文件名以及其他信息。
常用选项：

• 单独的ls：什么选项都不加，只显示文件名这一个属性。
  
• -l：列出文件的详细信息（显示更多的文件属性），可简写成ll。
  
• -a：列出目录下的所有文件，包括以.开头的隐含文件。
  
   在Linux中以.开头的文件是隐藏文件。Linux任何一个目录下面都一定有两个隐藏文件.和..。其中..表示当前路径的上机路径。.表示当前路径，帮助用户定位当前目录下的一个文件。
  补充： 在Linux中敲指令的时候，选项可以跟多个，主要有以下两种写法

1. ls -a -l
   
2. ls -al
   

• -d：将目录像文件一样显示，而不是显示其下的文件。
   ls后面如果跟的是目录，则显示的是当前目录下所有文件的属性，要想显示目录自身的属性就需要用到-d选项。
• -F：在每个文件名后附上一个字符以说明该文件的类型，*表示可执行文件；/表示目录；@表示符号链接；|表示FIFOS；=表示套接字（sockets）。
• -i：输出文件 i 节点的索引信息。如ls -ai 指定文件。
• -k：以 k 字节的形式表示文件的大小。如ls -alk 指定文件。
• -n：用数字的UID，GID代替名称。
• -r：对目录反向排序。
• -t：以时间排序。
• -s：在文件后输出该文件的大小。（大小排序，如何找到目录下最大的文件）。
• -R：列出所有子目录下的文件。（递归）
• -1：一行只输出一个文件。

2.6 pwd指令

语法：pwd
功能：显示用户当前所在目录
常用选项：无

2.7 cd指令

2.7.1 Linux中的目录结构

 Linux中一个目录里面可以再放目录和文件，因此整个Linux的目录结构一定是一个多叉树的样子，它的叶子节点一定是空目录或者普通文件，路径上的节点一定是一个非空目录。我们所有的对文件或目录的增删查改，本质都是对这颗多叉树的增删查改。

2.7.2 绝对路径和相对路径

 我们定位一个文件，通常用路径来进行定位，路径定位具有唯一性。因为任何一个节点可能有多个子节点，但是一个节点最多只能有一个父节点，所以从上往下路径可能有多种，但是从叶子节点往回推，路径是唯一的。

• 绝对路径：把从根目录\开始定位到指定位置，具有唯一性的路径，称为绝对路径。
• 相对路径：以自己当前所处的路径为起始参照参照位置，来进行特定文件的定位。

 绝对路径往往都比较长，但是不变，一般在一些固定场景中，如配置文件中多使用绝对路径。一般命令行的输入比较常用相对路径。

2.7.3 cd指令

语法：cd 目录名
功能：改变工作目录，将当前工作目录改变到指定的目录下。
示例：

• cd ..：返回上级目录
• cd /home/wcy/lesson4/：绝对路径
• cd ../lesson5/：相对路径
• cd ~：进入当前用户的家目录
• cd -：返回最近访问目录

2.8 man指令（重要）

 Linux的命令有很多选项，我们不可能全记住，我们可以通过查看联机手册获取帮助。访问Linux手册页的命令是man。

语法：man [选项] 命令
常用选项：

• -k：根据关键字搜索联机帮助
• num：只在第num章节找
• -a：将所有章节的都显示出来，比如man printf它缺省从第一章开始搜索，找到就停止，用-a选项，当按一下q推出，它会继续往后面搜索，直到所有章节都搜索完毕。

手册分为8章：

1. 是普通的命令
2. 是系统调用，如open、write之类的（通过这个，至少可以很方便的查找到调用这个函数，需要加什么头文件）
3. 是库函数，如printf、fread
4. 是特殊文件，也就是/dev下的各种设备文件
5. 是指文件的格式，比如passwd，就会说明这个文件中各个字段的含义
6. 是给游戏留的，由各个游戏自己定义
7. 是附件还有一些变量，比如像environ这种全局变量在这里就有说明
8. 是系统管理用的命令，这些命令只能由root使用，比如ifconfig

2.9 echo指令

语法：echo 字符串
功能：将字符串打印到屏幕上
常用选项：无

2.10 cat指令

语法：cat [选项][文件]
功能：查看目标文件的内容
常用选项：

• -b：对非空输出行编号
• -n：对输出的所有行编号
• -s：不输出多行空行

 cat会把文件中的所有内容显示出来，因此cat不适合看大文本，适合看小文本。

2.11 重定向

 Linux下一切皆文件，显示器、键盘、网卡、普通文件……这些东西本质上都是文件。只不过显示器只有写方法，向显示器打印，其实就是向显示器文件写入，显示器的读方法为空，无法从显示器读取数据。键盘只有读方法，写方法为空。而普通文件具有读写两个功能。
 再来理解echo和cat指令，echo指令默认把后面跟的字符串写入显示器文件中。cat指令后面如果没有跟任何文件，则默认从键盘文件中读取数据，然后写入到显示器文件中。能否通过一些手段，把echo后面的字符串写入其他文件，或者让cat从其他文件中读取数据呢？答案是肯定的，通过下面的重定向符号就可以实现：

• >：以覆盖的方式将数据输出到指定的文件或设备上（可以用来清空一个目标文件，还可以生成一个文件）
• >>：以累加的方式将数据输出到指定的文件或设备上
• <：将原本需要从键盘输入的数据，改由文件内容来取代

示例：

• echo 'Hello Linux' > text.txt'，将字符串写入text.txt文件中
• cat < text.txt，从text.txt文件中读取数据

2.12 more指令

语法：cat [选项][文件]
功能：查看目标文件的内容，打印占满一屏后不再打印，按回车可下翻
常用选项：

• -n：对输出的所有行编号
• q：退出more
• -数字：指定打印多少行停下来，也可以进行下翻
• /数字：直接跳转到某个数字对应的行号附近，然后打印满整个屏幕

示例：

2.13 less指令（重要）

• less工具也是对文件或其它输出进行分页显示的工具，应该说是Linux正统查看文件内容的工具，功能极其强大。
• less的用法比起more更加的有弹性。在more的时候，我们并没有办法向前翻，只能往后面看
• 使用了less就可以用键盘上的[pageup]和[pagedown]等按键的功能来往前往后翻看文件，更容易用来查看一个文件的内容
• less里面还有更多的搜索功能，不止可以向下搜，也可以向上搜

语法：less [参数] 文件
功能：less与more类似，但使用less可以随意浏览文件，而more仅能向后移动，不能向前移动，而且less在查看之前不会加载整个文件。
选项：

• -i：忽略搜索时的大小写
• -N：显示每行的行号
• /字符串：向下搜索字符串的功能
• ？字符串：向上搜索字符串的功能
• n：重复前一个搜索（与 / 或 ？有关）
• N：反向重复前一个搜索（与 / 或 ? 有关）
• q：退出

2.14 head指令

语法：head [参数][文件]
功能：head用来显示档案的开头至标准输出中，默认head命令打印其相应文件的开头10行
选项：

• -n<行数>：显示n行

示例：

将test.txt文件的前15行写入到tmp.txt文件中

2.15 tail指令

语法：tail[必要参数][选择参数][文件]
功能：用于显示指定文件末尾的内容，不指定文件时，作为输入信息进行处理，常用查看日志文件
选项：

• -n<行数>：显示的行数

示例：

 在屏幕上显示test.txt文件中的第1000~1020行内容，这里用到了管道文件的概念。|被系统解释为管道文件，不会在磁盘中存在，是一个内存级文件。
 把左侧程序的输出交给管道文件，右侧程序再从管道文件中把数据读到自己的程序中。管道一定有一个入口，也有一个出口，是用来传输资源的（在计算机中数据就是资源）。任何文件在被操作的时候，都会先从磁盘中加载到内存中，操作结束后再把这个内存文件写入磁盘中，而管道文件最终不会被写入磁盘。管道文件支持流水线工作。

2.16 cp指令（重要）

语法：cp[选项] 源文件或目录 目标文件或目录
功能：复制文件或目录
说明：cp指令用于复制文件或目录，如果同时指定两个以上的文件或目录，且最后的目的地是一个已将存在的目录，则它会把前面指定的所有文件或目录复制到此目录中。若同时指定多个文件或目录，而最后的目的地并非一个已存在的目录，则会出现错误信息。
常用选项：

• -f，–force：强行复制文件或目录，不论目的文件或目录是否已经存在
• -i，–interactive：覆盖文件之前先询问用户
• -r：递归处理，将指定目录下的文件与子目录一并处理。若源文件或目录的形态，不属于目录或符号链接，则一律视为普通文件处理
• -R，–recursive：递归处理，将指定目录下的文件及子目录一并处理

示例：

1. cp test.txt mytest.txt，将test.txt文件在当前路径下进行拷贝，拷贝得到的文件名字是mytest.txt。
2. cp text.txt ../，将text.txt文件拷贝到上级目录下，拷贝得到的文件名字是test.txt（没有指定名字那就不变）。
3. cp text.txt ../mytest.txt，将test.txt文件拷贝到上级目录下，拷贝得到的文件名字是mytest.txt。

2.17 mv指令（重要）

 mv是move的缩写，可以用来移动文件（剪切）或者将文件改名，是Linux系统下常用的命令，经常用来备份文件或者目录

语法：mv[选项] 源文件或目录 目标文件或目录
功能：

1. 视mv命令中第二个参数类型的不同（是目标文件还是目标目录），mv命令将文件重命名或将其剪切至一个新的目录中。
2. 当第二个参数类型是文件时，mv命令完成文件重命名，此时，源文件只能有一个（也可以是源目录名），它将所给的源文件或目录重命名为给定的目标文件名。
3. 当第二个参数是已经存在的目录名称时，源文件或目录参数可以有多个，mv命令将各参数指定的源文件移到目标文件中
4. 当第二个参数既有目录又有文件名，那就是剪切并重命名。

总结：所有的mv指令都可以看作是剪切，就看第二个参数有没有带新的文件名，带了就会重命名
常用选项：

• -f：是force的缩写，强制的意思，如果目标文件已经存在，不会询问而直接覆盖
• -i：若目标文件已经存在时，就会询问是否覆盖

2.18 时间相关指令

date显示

• date 指定格式显示时间：date +%Y:%m:%d
• date 用法：date [OPTION]... [+FORMAT]

1.在显示方面，使用者可以设定欲显示的格式，格式设定为一个加号后接数个标记，其中常用的标记列表如下:

• %H：小时
• %M：分钟
• %S：秒
• %X：相当于%H:%M:%S
• %d：日
• %m：月份
• %Y：完整年份
• %F：相当于%Y-%m-%d

2.在设定时间方面

• date -s：设置当前时间，只有root权限才能设置，其他只能查看。
• date -s 20080523：设置成20080523，这样会把具体时间设置成空00:00:00
• date -s 01:01:01：设置具体时间，不会对日期做更改
• date -s “01:01:01 2008-05-23″：这样可以设置全部时间
• date -s “01:01:01 20080523″：这样可以设置全部时间
• date -s “2008-05-23 01:01:01″：这样可以设置全部时间
• date -s “20080523 01:01:01″：这样可以设置全部时间

3.时间戳
 Unix时间戳是从1970年1月1日开始所经过的秒数，不考虑闰秒。

• 时间->时间戳：date +%s
• 时间戳->时间：`date -d@<时间戳>

2.19 cal指令

 Cal指令可以用来显示公历（阳历）日历。公历是现在国际通用的历法，又称格列日，统称阳历。

命令格式：cal [参数][月份][年份]
功能：用于查看日历等时间信息，如只有一个参数，则表示年份，如有两个参数，则表示月份和年份
常用选项：

• -3：显示系统前一个月，当前月，下一个月的月历
• -j：显示在当前年中的第几天（一年日期按天算，从1月1日算起，默认显示当前月在一年中的天数）
• -y：显示当前年份的日历

示例：

2.20 find指令（非常重要）

• Linux下find命令在目录结构中搜索文件，并执行指定的操作
• Linux下find命令提供了相当多的查找条件，功能很强大。
• 即使系统中含有网络文件系统（NFS），find命令在该文件系统中同样有效，只要你有相应的权限
• 在运行一个非常消耗资源的find命令时，经常把它放在后台执行，因为遍历一个大的文件系统可能会花费很长的时间（这里是指30G字节以上的文件系统）。
• 普通用户只能在自己的家目录随意查找

语法：find pathname(路径) -options
功能：用于在文件树中查找，并作出相应的处理（可能访问磁盘）
常用选项：

• -name：按照文件名查找文件。

示例：
find ~ -name test.c：查找家目录下所有文件名时test.c的文件。
注意：要区分find、which、whereis。其中which是查看一条指令所对应的路径；whereis是在系统特定的路径下进行查找，既可以找到可执行程序，又可以找到手册、安装包、压缩包、C语言头文件、动态库等等。

2.21 grep指令

语法：grep [选项] 搜寻字符串 文件（可以跟多个）
功能：在文件中搜索字符串，将找到的行打印出来（行文本过滤工具）
常用选项：

• -i：忽略大小写的不同，所以大小写视为相同
• -n：顺便输出行号
• -v：反向选择，即显示不包含搜寻字符串的那一行

示例：

• grep '999' test.txt：显示出test.txt中包含’999’的所有行。
• grep -v '999' test.txt ：显示出test.txt中不包含’999’的所有行。
• cat log.txt | grep ‘word’：和管道搭配使用，后面就不需要在跟文件名了。

2.22 zip/unzip指令

 能被打包压缩的一定是一个整体，由多个文件变成一个文件，不容易造成文件的缺失，打包压缩会让体积变小，下载时间变短，存储占据空间变小。

语法：zip 压缩文件.zip 目录或文件
功能：将目录或文件压缩成zip格式
常用选项：

• -r：递归处理，将指定目录下的所有文件和子目录一并处理
• -d：将压缩包解压到指定目录下。

示例：
zip -r test.zip test2：将test2目录进行压缩。
unzip test2.zip：把压缩包test2解压。
zip -r d1.zip d1 log.txt：把d1目录和log.txt普通文件，一同打包压缩，得到一个d1.zip的压缩包。
unzip d1.zip -d test：把d1.zip这个压缩包解压到test目录下。

2.23 tar指令（重要）

语法：tar [选项] 文件与目录（可多个）
常用选项：

• -c：建立一个压缩文件的参数指令（creat的意思）
• -x：解开一个压缩文件的参数指令
• -t：查看tarfile里面的文件
• -z：是否同时具有gzip的属性？即是否需要用gzip压缩
• -j：是否同时具有 bzip2 的属性？即是否需要用 bzip2 压缩？
• -v：压缩的过程中显示文件！这个常用，但不建议用在背景执行过程！
• -f：使用档名，请留意，在 f 之后要立即接档名喔！不要再加参数！
• -C：解压到指定目录

示例：
tar -czf test.tgz d1 log.txt：把d1目录和log.txt文件压缩得到一个test.tgz的压缩包。
tar -tzf test.tgz：不解压，直接查看test.tgz压缩包里面的内容。
tar -xzf test.tgz：把test.tgz进行解压。
tar -xzf test.tgz -C ../：把test.tgz解压到上级目录。
test.tgz的全称是：test.tar.gz。其中tar表示打包后缀，gz表示压缩后缀。

2.24 bc指令

 Linux下的计算器。
示例：

• echo '1+2+3+4+5' | bc：配合管道使用，把1+2+3+4+5的结果显示到屏幕上

2.25 与系统相关的指令

• uname指令

语法：uname [选项]
功能：uname用来获取电脑和操作系统的相关信息
补充说明：uname可显示Linux主机所用的操作系统的版本、硬件的名称等基本信息。
常用选项：

• -a，-all：详细输出所有信息，依次为内核名称、主机名、内核版本号、内核版本、硬件名、处理器类型，硬件平台类型，操作系统名称
  

• free指令：查系统内存
• df -h：查磁盘
  
• lscpu：查看cpu
  
• lsmem：查看内存
  

三、几个重要的热键

• [Tab]按键：具有命令补全和档案补齐的功能
• [Ctrl]-c按键：让当前的程序停掉
• [Ctrl]-d按键：通常代表键盘输入结束的意思；此外它也可以用来取代exit
• [Ctrl]-r按键：历史命令搜索（也可以用history命令进行搜索）

四、深入理解指令

4.1 什么是指令

 指令本质上就是可执行程序，他存放在系统的特定路径下面，一般在/usr/bin/路径下。可以用which指令去查看一条指令所对应的路径。alias可以对指令取别名。

4.2 指令的运行原理

什么是bash命令行？

• 用户名：wcy
• 主机名：@VM-0-14-centos
• 当前目录：lesson4
• 命令行提示符：$

 以上四部分共同组成了bash命令行，一个bash命令行就对应一个进程。
 我们输入的所有指令，最终都要在OS内（也叫操作系统或者核心）运行，但是OS使用的难度比较高。我们用户不能直接和OS打交道。此时我们（用户）就需要图形化界面或命令行解释器来帮我们与操作系统打交道。
 命令行解释器存在的意义就是：

1. 将使用者的命令翻译给核心（kernel）处理。
2. 将核心的处理结果翻译给使用者。
3. 保护OS，对于用户的非法请求，直接拦截。

 在Linux环境下命令行解释器通常也被叫做命令行、shell（总称）、bash和sh是不同种类的具体的解释器。在Windows环境下命令行解释器被叫做图形化界面。

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