blog

Welcome to my blog!

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

ab's Avatar 2023-10-07 projectMissing Semester of CS

分享本文
  1. 1. 参考链接
  2. 2. What is the shell?
  3. 3. Using the shell
    1. 3.1. date
    2. 3.2. echo
    3. 3.3. PATH
    4. 3.4. which
  4. 4. Shell中导航
    1. 4.1. pwd
    2. 4.2. ls
    3. 4.3. cd
    4. 4.4. man
  5. 5. 程序间的连接
    1. 5.1. < file 和 > file
    2. 5.2. |
  6. 6. sudo
  7. 7. 课后练习
    1. 7.1. 在 /tmp 下新建一个名为 missing 的文件夹
    2. 7.2. 用 man 查看程序 touch 的使用手册。
    3. 7.3. 用 touch 在 missing 文件夹中新建一个叫 semester 的文件。
    4. 7.4. 将以下内容一行一行地写入 semester 文件：
    5. 7.5. 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。
    6. 7.6. 查看 chmod 的手册(例如，使用 man chmod 命令)
    7. 7.7. 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
    8. 7.8. 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

参考链接


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

1
2
(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

1
2
3
(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。

1
2
3
4
5
(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。


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
(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：

1
2
3
4
5
6
(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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
(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。

1
2
3
4
5
6
7
(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`
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(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。

1
2
3
4
5
(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

1
2
3
4
5
6
7
8
(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
本文最后更新于 天前，文中所描述的信息可能已发生改变

本文发表于  , 最后修改于 

project Missing Semester of CS