Missing Semester of CS:Lecture01-课程概览与shell

2023-10-07

project Missing Semester of CS

参考链接

🔗：The Missing Semester of Your CS Education 中文版
🔗：The Missing Semester of Your CS Education
🔗：课程中文字幕视频
🔗：Terminal VS Shell
🔗：MIT: Missing Semester of CS Education - Lecture 1
🔗：chmod指令
🔗：Missing-Semester of CS Education 第一次作业

What is the shell?

The shell is a program that takes commands from the keyboard and gives them to the operating system to perform.

When launching the terminal, we see a prompt, that is the main textual interface to the shell.

为了更清楚地展示高亮要求，我会在下面的文本中将英文名词和符号用高亮表示：

Using the shell

1	missing:~$

这是 shell 最主要的文本接口。它告诉你，你的主机名是 missing 并且您当前的工作目录（”current working directory”）或者说您当前所在的位置是 ~ (表示 “home”)

`date`

1 2	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % date 2024年 2月26日星期一 21时25分04秒 `CST`

这里，我们执行了 date 这个程序，不出意料地，它打印出了当前的日期和时间

`echo`

1 2	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % echo hellop hellop

echo 程序将该参数打印出来。 shell 基于空格分割命令并进行解析，然后执行第一个单词代表的程序，并将后续的单词作为程序可以访问的参数.

`PATH`

shell 是如何知道去哪里寻找 date 或 echo 的呢？其实，类似于 Python 或 Ruby，shell 是一个编程环境，所以它具备变量、条件、循环和函数（下一课进行讲解）。当你在 shell 中执行命令时，您实际上是在执行一段 shell 可以解释执行的简短代码。如果你要求 shell 执行某个指令，但是该指令并不是 shell 所了解的编程关键字，那么它会去咨询环境变量 $PATH，它会列出当 shell 接到某条指令时，进行程序搜索的路径

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(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % echo $PATH
/Users/chenyubin/anaconda3/bin:/Users/chenyubin/anaconda3/condabin:/opt/homebrew/bin:/opt/homebrew/sbin:/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.11/bin:/usr/local/bin:/System/Cryptexes/App/usr/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/Applications/VMware Fusion.app/Contents/Public:/usr/local/share/dotnet:~/.dotnet/tools:/Library/Apple/usr/bin:/var/run/com.apple.security.cryptexd/codex.system/bootstrap/usr/local/bin:/var/run/com.apple.security.cryptexd/codex.system/bootstrap/usr/bin:/var/run/com.apple.security.cryptexd/codex.system/bootstrap/usr/appleinternal/bin:/usr/local/mysql/bin

当我们执行 echo 命令时，shell 了解到需要执行 echo 这个程序，随后它便会在 $PATH 中搜索由 : 所分割的一系列目录，基于名字搜索该程序。当找到该程序时便执行

`which`

确定某个程序名代表的是哪个具体的程序，可以使用 which 程序,MacOS中为where

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(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % where echo
echo: shell built-in command
/bin/echo

Shell中导航

shell 中的路径是一组被分割的目录，在 Linux 和 macOS 上使用 / 分割，而在Windows上是 \。路径 / 代表的是系统的根目录，所有的文件夹都包括在这个路径之下，在Windows上每个盘都有一个根目录（例如： C:\）。

Linux 文件系统下，如果某个路径以 / 开头，那么它是一个 绝对路径，其他的都是 相对路径 。相对路径是指相对于当前工作目录的路径

在路径中，. 表示的是当前目录，而 .. 表示上级目录

。

`pwd`

你可以使用 pwd （print working directory）来查看当前的工作目录

1 2	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % pwd /Users/chenyubin

`ls`

要列出一个目录中的文件，可以使用 ls 程序。如果不带任何参数，ls 会列出当前目录中的文件。

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % ls
Applications		Library			Public
Desktop			Movies			chromedriver
Documents		Music			docker-compose.yml
Downloads		Pictures		postman

除非我们利用第一个参数指定目录，否则 ls 会打印当前目录下的文件。大多数的命令接受标记和选项（带有值的标记），它们以 - 开头，并可以改变程序的行为。

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % ls -l
total 3226936
drwx------@  5 chenyubin  staff         160  7 17  2023 Applications
drwxr-xr-x@  4 chenyubin  staff         128  9 22 01:24 CLionProjects
drwx------@ 16 chenyubin  staff         512  2 26 21:36 Desktop
drwx------@  4 chenyubin  staff         128  2  3 01:14 Documents
drwx------+ 47 chenyubin  staff        1504  2 17 20:33 Downloads
drwx------@ 98 chenyubin  staff        3136 11 18 19:49 Library
drwx------   4 chenyubin  staff         128  7 10  2023 Movies
drwx------+  5 chenyubin  staff         160  7 11  2023 Music
lrwxr-xr-x   1 chenyubin  staff          53  7 12  2023 OneDrive - kvz8wq -> /Users/chenyubin/Library/CloudStorage/OneDrive-kvz8wq
drwx------+  4 chenyubin  staff         128  7 10  2023 Pictures
drwxr-xr-x+  5 chenyubin  staff         160  9 22 13:46 Public
drwxr-xr-x@ 17 chenyubin  staff         544  1  6 21:01 PycharmProjects
drwxr-xr-x   5 chenyubin  staff         160  1  9 20:14 Virtual Machines.localized
drwxr-xr-x  25 chenyubin  staff         800  7 12  2023 anaconda3
-rw-------@  1 chenyubin  staff        2655  7 13  2023 chenyubin
-rw-r--r--@  1 chenyubin  staff         571  7 13  2023 chenyubin.pub
drwxr-xr-x@  4 chenyubin  staff         128 10  8 03:21 dumps
drwx------   4 chenyubin  staff         128  7 14  2023 iCloud云盘（归档）
-rw-------@  1 chenyubin  staff  1651750569  7 23  2023 java_error_in_pycharm.hprof
drwxr-xr-x@  4 chenyubin  staff         128 12  4 18:40 nltk_data
drwxr-xr-x  53 root       staff        1696  7 30  2023 node_modules
-rw-r--r--   1 root       staff       19405  7 30  2023 package-lock.json
-rw-r--r--   1 root       staff          94  7 30  2023 package.json
drwxr-xr-x@  4 chenyubin  staff         128 12 16 23:09 scikit_learn_data
-rw-r--r--@  1 chenyubin  staff         590  7 23  2023 未命名.ipynb
-rw-r--r--@  1 chenyubin  staff      389418  8 17  2023 未命名1.ipynb
-rw-r--r--@  1 chenyubin  staff        6118 11 24 20:38 未命名2.ipynb

这个参数可以更加详细地列出目录下文件或文件夹的信息。首先，本行第一个字符 d 表示当前是一个目录。

然后接下来的九个字符，每三个字符构成一组。（rwx）. 它们分别代表了文件所有者（当前目录），用户组（users）以及其他所有人具有的权限。其中 - 表示该用户不具备相应的权限。为了进入某个文件夹，用户需要具备该文件夹以及其父文件夹的“搜索”权限（以“可执行”：x）权限表示。为了列出它的包含的内容，用户必须对该文件夹具备读权限（r）。对于文件来说，权限的意义也是类似的。

`cd`

要改变当前工作目录，使用 cd （change directory）命令

1 2	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % cd Desktop (base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro Desktop %

为了更清楚地展示高亮要求，我会在下面的文本中将英文名词和符号用高亮表示：

`man`

如果您想要知道关于程序参数、输入输出的信息，亦或是想要了解它们的工作方式，请试试 man 这个程序。它会接受一个程序名作为参数，然后将它的文档（用户手册）展现给您。注意，使用 q 可以退出该程序

1	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro ~ % man ls

程序间的连接

在 shell 中，程序有两个主要的“流”：它们的输入流和输出流。当程序尝试读取信息时，它们会从输入流中进行读取，当程序打印信息时，它们会将信息输出到输出流中。通常，一个程序的输入输出流都是您的终端。也就是，您的键盘作为输入，显示器作为输出。但是，我们也可以重定向这些流！

`< file` 和 `> file`

最简单的重定向是 < file 和 > file。这两个命令可以将程序的输入输出流分别重定向到文件：

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % echo hello > hello.txt
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % cat hello.txt
hello
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % cat < hello.txt > hello2.txt
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % cat hello2.txt
hello

`|`

使用管道（pipes），我们能够更好的利用文件重定向。 | 操作符允许我们将一个程序的输出和另外一个程序的输入连接起来：

1 2	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % ls -l / \| tail -n1 lrwxr-xr-x@ 1 root wheel 11 9 16 15:48 var -> private/var

`sudo`

顾名思义，它的作用是让您可以以 su（super user 或 root 的简写）的身份执行一些操作。当您遇到拒绝访问（permission denied）的错误时，通常是因为此时您必须是根用户才能操作。然而，请再次确认您是真的要执行此操作。

课后练习

在 `/tmp` 下新建一个名为 `missing` 的文件夹

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro desktop % cd /tmp
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro /tmp % mkdir missing
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro /tmp % tree -L 1
.
├── SangforSSL.lock
├── SangforSSLJava.lock
├── Sublime Text.4cff18d2bab96a93366319a9e0fa060d.5350f1748b9ec3b47b154263c0cfdaa7.sock
├── com.adobe.acrobat.rna.0.1f5.DC
├── com.adobe.acrobat.rna.131c.1f5
├── com.apple.launchd.viWeL6VPPz
├── com.sangfor.ca.sha
├── com.sangfor.ca.verification
├── com.sangfor.lockcert
├── com.sangfor.lockecagent
├── ko.2f4b4ffd.325bc6c2.0
├── ko.d87db22f.668d0007.1
├── missing
├── mysql.sock
├── mysqlx.sock
├── resolv.bak.conf
├── sangfor.ec.rundata
└── stop_easyconnect.sh

3 directories, 16 files

用 `man` 查看程序 `touch` 的使用手册。

1	(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro /tmp % man touch

touch和mkdir区别：

touch新建文件
mkdir新建目录/文件夹（directory)

用 `touch` 在 `missing` 文件夹中新建一个叫 `semester` 的文件。

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro /tmp % cd missing
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % touch semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % tree -L 1
.
└── semester

1 directory, 1 file

将以下内容一行一行地写入 `semester` 文件：

1 2	`#!/bin/sh` `curl --head --silent https://missing.csail.mit.edu`

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % echo \#'!'/bin/sh > semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % cat semester
#!/bin/sh
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % echo cur; --head --silent http://github.com/siyuanluo >> semester
cur
zsh: command not found: --head
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % cat semester
#!/bin/sh
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % echo curl --head --silent http://github.com/siyuanluo >> semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % cat semester
#!/bin/sh
curl --head --silent http://github.com/siyuanluo

尝试执行这个文件。例如，将该脚本的路径（`./semester`）输入到您的`shell`中并回车。如果程序无法执行，请使用 `ls` 命令来获取信息并理解其不能执行的原因。

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % ./semester
zsh: permission denied: ./semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % ls -l
total 8
-rw-r--r--@ 1 chenyubin  wheel  59  2 26 22:13 semester

无法执行，原因是文件所有者无执行权限（权限为rw-，只可读写）

查看 `chmod` 的手册(例如，使用 `man chmod` 命令)

使用 `chmod` 命令改变权限，使 `./semester` 能够成功执行，不要使用 `sh semester` 来执行该程序。您的 `shell` 是如何知晓这个文件需要使用 `sh` 来解析呢？更多信息请参考：`shebang`

(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % ls -l
total 8
-rw-r--r--@ 1 chenyubin  wheel  59  2 26 22:13 semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % man chmod
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % chmod 777 semester
(base) chenyubin@chenyubindeMacBook-Pro missing % ls -l
total 8
-rwxrwxrwx@ 1 chenyubin  wheel  59  2 26 22:13 semester

使用 `|` 和 `>` ，将 `semester` 文件输出的最后更改日期信息，写入主目录下的 `last-modified.txt` 的文件中

1	./semester \| grep -i "last-modified" > /home/last-modified.txt

参考链接

What is the shell?

Using the shell

date

echo

PATH

which

Shell中导航

pwd

ls

cd

man

程序间的连接

< file 和 > file

|

sudo