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🎥系列专栏：《C语言》 《数据结构》 《Linux》《Cpolar》
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一、认识操作系统

（1）操作系统是一组管理计算机硬件与软件资源的计算机软件程序 。

（2）它可以控制和管理整个计算机系统的运行，合理地组织和调度计算机的工作和资源的分配，提供给用户和其他软件方便的接口和环境，它是计算机系统中最基本的系统软件。

（3）操作系统可以分为命令接口（比如Linux），程序接口和图形用户界面（比如Windows）等类型。

为什么要有操作系统？

我们难道不可以直接使用资源吗？当然不行，这就像你去银行取钱，总不可能直接让你去金库拿钱吧！

（1）操作系统可以管理和控制计算机的硬件和软件资源，如处理器，内存，磁盘，网络等,提高计算机的性能和效率。如果没有操作系统，每个程序都要直接面向硬件进行操作，这样会很复杂和低效，而且可能会破坏硬件。

（2）操作系统可以提供给用户和其他软件方便的接口和环境，如命令行，图形用户界面，触摸等，让用户可以访便地使用计算机完成各种任务。如果没有操作系统，用户就要学习很多专业的知识，如数字电路，计算机组成原理等，才能操作计算机。

（3）操作系统可以提供一些经典的案例和思路，帮助程序员解决一些常见的问题，如多线程编程，网络编程，文件管理等。
总之，操作系统是一种介于硬件和用户之间的特殊的软件，它为计算机提供了更高层次的抽象和服务。

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二、Linux基本指令

📖2.1 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：

• ls ：不加选项，只显示文件名

• ls -a ：列出目录下的所有文件，包括以 . 开头的隐含文件。

• ls -d ：将目录象文件一样显示，而不是显示其下的文件。 如： ls –d 指定目录

• ls -i ：输出文件的 i 节点的索引信息。 如 ls –ai 指定文件

• ls -k ：以 k 字节的形式表示文件的大小。 ls –alk 指定文件

• ls -l ：列出文件的详细信息。可以简写为ll

• ls -n ：用数字的 UID,GID 代替名称。 （介绍 UID ， GID ）

• ls -F ：在每个文件名后附上一个字符以说明该文件的类型， “*” 表示可执行的普通文件； “/” 表示目录； “@” 表 示符号链接；“|” 表示 FIFOs ； “=” 表示套接字 (sockets) 。（目录类型识别）

• ls -r ：对目录反向排序。

• ls -t ：以时间排序。

• ls -s ：在 l 文件名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）

• ls -R ：列出所有子目录下的文件。 ( 递归 )

• ls -1 ：一行只输出一个文件。

📖2.2 pwd指令

语法 : pwd

功能 ：显示用户当前所在的目录

• Linux环境下的目录
• Windows环境下的目录

📖2.3 cd指令

2.3.1 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Linux的整个目录结构是一个多叉树的样子，访问文件的本质就是找到文件，就是在多叉树中进行节点的查找。

Linux目录结构的特点

• 叶子节点一定是空目录或者普通文件
• 非叶子节点节点一定是一个非空目录

2.3.2 绝对路径和相对路径

我们要找一个文件，通常使用路径来进行定位，因为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。

2.3.3 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。

• cd … : 返回上级目录

• cd /home/xy/CSDN/ : 绝对路径（永远有效）

• cd …/xz : 相对路径（容易出错）

• cd ~ ：进入用户家目录（下面代码的yyqx就是家目录）

• cd - ：返回最近访问目录

📖2.4 touch指令

语法：touch [选项] 文件

功能：touch命令参数可更改文档或目录的日期时间，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：

• touch -a 或 --time=atime 或 --time=access或 --time=use 只更改存取时间。
• touch -c 或 --no-create 不建立任何文档。
• touch -d 使用指定的日期时间，而非现在的时间。
• touch -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。
• touch -m 或 --time=mtime 或 --time=modify 只更改变动时间。
• touch -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。
• touch -t 使用指定的日期时间，而非现在的时间。

📖2.5 mkdir指令

语法：mkdir [选项] dirname

功能：在当前目录下创建一个名为 “dirname”的目录

常用选项：

• mkdir -p 路径：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。例如：

📖2.6 rmdir指令&&rm指令

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

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，不是空目录无法删除，不建议使用

语法：rm [选项] [dirname/dir]

适用对象：所有使用者

功能：删除文件或目录（rm命令可以同时删除文件或目录）

常用选项：

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

注意：是否带 -r 取决于删除的对象是否是目录；是否带 -f 取决于删除是否要问。

📖2.7 man指令

语法：man [选项] 命令

功能：访问Linux手册页的命令

常用选项：

• man- k 根据关键字搜索联机帮助
• man num 只在第num章节找
• man -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，知道就停止，用a选项，当按下q退出，他会继续往后面搜索，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,比如向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,如ifconfig

1>: man 手册安装 yum install -y man -pages（在root下输入命令）

2>: man 手册常用123，默认为1

3>: 还可以man man

📖2.8 cp指令

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经存在的目录， 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：

• cp -f 或 --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
• cp -i 或 --interactive 覆盖文件之前先询问用户
  cp -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
  cp -R 或 --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 … ,将 test.txt 拷贝到上级目录，拷贝得到的名字是 test.txt。
2. cp test.txt …/mytest.txt ,将 test.txt 拷贝到上级目录，拷贝得到的名字是 mytest.txt。

拷贝时，名字是可以改变的。

1. cp类似于windows下的复制粘贴功能
2. 如果拷贝的文件是在当前目录下，两个文件的名称不能一样。如果拷贝到不同目录下就可以名称相同。
3. 默认情况下，cp是不可以拷贝目录的。但是加上选项-r就可以
4. 强制cp加-f

📖2.9 mv指令

mv 命令是 move 的缩写，可以用来移动文件或者将文件改名（move (rename) files），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移至一个新的目录中。
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均移至目标目录中。

常用选项：

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

剪切粘贴普通文件

重定义普通文件和目录

📖2.10 echo指令

**语法：**echo 字符串
功能：将字符串打印到屏幕上

📖2.11 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：

• cat -b 对非空输出行编号

• cat -n 对输出的所有行编号

• cat -s 不输出多行空行（只输出一行）

将 cat 倒着写成 tac 可以将数据倒着打印出来

📖2.12 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。

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。我们加入重定向符号，就可以实现echo后面的字符串写入其他文件，让cat从其他文件中读取数据。

重定向符号：

• 输出重定向 >：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，也可以新建一个文件）
• 追加重定向 >>：在原始内容上不断新增内容到指定的文件或设备上
• 输入重定向 <：将原本需要从键盘输入的数据，改为从文件中输入数据

示例：

• echo “hellow Linux” > test.txt，将数据写入 test.txt 文件，如果文件不存在，先创建文件，再写入
• cat < test.txt，从 texs.txt 文件中读取数据

📖2.13 more指令

语法：more [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：

• more -n：对输出的所有行编号

• q：退出more

• more -数字：指定打印多少行停下来，也可以进行下翻

• more /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

局限性：只能下翻，不能上翻。

wc -l 文件（可以查看文件的总行数）

1. more文件（会显示一个屏幕的内容，按回车键，就可以再次一行一行的显示，Q就可以退出）
2. less支持上翻和下翻文件
3. cat不适合大文本文件

📖2.14 less指令

1. 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。
2. 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面翻， 只能往后面看，但若使用了 less 时，就可以使用 [pageup] [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。
3. 除此之外，在 less 里头可以拥有更多的搜索功能，不止可以向下搜，也可以向上搜。

语法： less [选项] [文件]

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

常用选项：

• -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:quit

📖2.15 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
常用选项：

• head -n <行数>：显示n行

📖2.16 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
常用选项：

• tail -n<行数>：显示的行数
• tail -f：循环读取

怎么看文件中的[a,b]的内容呢？

📖2.17 时间相关的指令

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(00…23)
• %M : 分钟(00…59)
• %S : 秒(00…61)
• %X : 相当于 %H:%M:%S
• %d : 日 (01…31)
• %m : 月份 (01…12)
• %Y : 完整年份 (0000…9999)
• %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 +%Y-%m-%d_%H:%M:%s
• 时间戳->时间：date -d@<时间戳>

📖2.18 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：

• cal -3：显示系统前一个月，当前月，下一个月的月历
• cal -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）
• cal -y：显示当前年份的日历

📖2.19 find指令

• 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：

• find -name：按照文件名查找文件。

示例：

• find 路径 -name test.c：查找家目录下所有文件名时test.c的文件。
• find /usr/include -name stdio.h

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。

📖2.20 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：

• grep -i：忽略大小写的不同，所以大小写视为相同

• grep -n：顺便输出行号

• grep -v：反向选择，即显示不包含搜寻字符串的那一行
  

📖2.21 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。

打包：

检查目录中的文件是否打包：

打包压缩的意义：

1. 节约空间
2. 下载下来的是压缩包（提供方上传的是一个压缩包）压缩后只有一个文件，利于网络传输

📖2.22 tar指令

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。

注意：

1. linux下几乎支持所有种类的压缩包
2. Linux为什么支持几乎所有种类的压缩包？linux面向的平台比较多
3. 遇到不懂的压缩包种类，网上搜索即可

📖2.23 bc指令

bc指令可以很方便的进行浮点运算

📖2.24 uname -r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 或 –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

三、重要的几个热键

• [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、 Shell命令以及运行原理

Linux严格意义上说的是一个操作系统，我们称之为“核心（kernel）“ ，但我们一般用户，不能直接使用kernel。 而是通过kernel的“外壳”程序，也就是所谓的shell，来与kernel沟通。

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。