Unix_Linux操作系统使用和Shell编程基础

Unix/Linux操作系统使用和Shell编程基础华国栋122735业务平台三亚软件开发二部2010年01月07日本课程的要求和目标●本课程适用于学过操作系统相关课程，对Unix和Linux有初步了解，对DOS/SHELL命令行操作以及正则表达式有一定使用经验的人员学习●完成本课程后，学员应当能够了解UNIX和Linux，并掌握Linux的基本使用，熟悉Linux的使用环境。●具体目标◇UNIX和Linux操作系统简介◇Linux常用命令使用◇Linux常用管理命令使用◇vi编辑器的使用◇定时任务设置和使用◇Linux高级命令使用◇SHELL环境及编程●课程时间：120～180分钟目录•UNIX操作系统简介•Linux操作系统简介•Linux常用命令•Linux常用系统管理命令•vi编辑器使用•Linux定时任务•Linux高级命令（sed，awk，uniq，sort）•Bash编程实例解析机密▲UNIX操作系统简介-什么是UNIX?什么是UNIXUNIX是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构的分时操作系统。最早由KenThompson、DennisRitchie和DouglasMcIlroy于1969年在AT&T的贝尔实验室开发。从SVR4开始转让给Novell公司用于对抗WinNT，后者又将SVR4出售给了X/OPENConsortium，后者是定义UNIX标准的产业团体。最后X/OPEN和OSF/1合并，创建了OpenGroup。OpenGroup定义的多个标准定义着什么是以及什么不是UNIX。相关操作系统及其应用程序工具、编译程序的总称功能丰富的可扩展、开放的计算环境UNIX使用C语言实现，也是UNIX变成开放系统的重要原因。机密▲UNIX操作系统简介-流行的UNIX变体目前流行的UNIX变体包括：AIX（IBM）HP-UX（惠普）Solaris（SunSoft）SVR4（AT&T）BSD（BerkeleySoftware）Linux（各种版本）SunOS（Solaris的前身）IRIX机密▲UNIX操作系统简介-操作系统基本功能操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代观点而言，一个标准个人电脑的OS应该提供以下的功能：进程管理（Processingmanagement）存储空间管理（Memorymanagement）文件系统（Filesystem）网络通讯（Networking）安全机制（Security）使用者界面（Userinterface）驱动程序（Devicedrivers）机密▲UNIX操作系统简介-UNIX的设计哲学UNIX系统有规模小、功能通用的特点。虽然许多UNIX变体十分巨大且具有一些非通用的功能，但在其核心命令中仍体现着UNIX早期设计时的哲学：简单、通用的命令：最初的UNIX系统十分小，设计者往往设计十分短小的命令以便它们能在一些低档机器上有效地运行。每条命令只做很简单的一项任务，这些命令可以组合起来以完成更复杂的任务。使用管道连接命令：为了使简单的命令完成复杂的功能，UNIX允许用户用一条命令的输出做为另一条命令的输入，这种连接称为管道。使用管道连接起来的一系列命令称为流水线。在UNIX中，管道（pipe）是连接两个进程的虚拟文件，也称为管道文件。通用、可选择的接口风格：每条命令所完成的功能可以被其后的选项所控制。一些选项还带有参数，这些参数是由连字符和一个字母构成的。一些UNIX版本中使用命令选项的方法十分特殊，随着UNIX系统逐渐向前面提到的各种标准靠拢，这种现象会越来越少。无文件类型：UNIX不关心文件的类型（除非把一个文件当作命令运行），即它不会区分一个电子数据表文件还是一个字处理文件。文件中字符的含义由使用该文件的命令确定。无文件类型意味着在UNIX系统中任何程序都可以对任何文件操作，但只有真正理解文件格式的程序才能获得文件记录的信息。机密▲UNIX操作系统简介-UNIX标准电气及电子工程师协会（IEEE，InstituteofElectricalandElectronicEngineers）为制定“基于UNIX操作系统的工业使用的操作系统接口标准”组织了一系列的标准委员会。其中两个委员会的工作对用户和开发者来说比较重要：POSIX.1委员会为编写UNIX程序定义了C库接口，POSIX.2委员会定义了用户使用的UNIX命令的标准。在欧洲，X/Open组织将各种UNIX标准汇集到一起，包括新近研究的通用开放系统环境（COSE，CommonOpenSystemEnvironment）。X/Open公布的一系列规范总称为X/OpenPortability，MOTIF用户界面是其中被广泛使用的标准之一。基于XPG和POSIX，美国政府定义了一系列的标准，目前FIPS151-2描述了开放系统的需求。一些商业团体也在对UNIX的标准进行协商，也产生了一些成果。机密▲UNIX操作系统简介-POSIX术语解释：POSIX是PortableOperatingSystemInterfaceofUnix的缩写。由IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineering）开发，由ANSI和ISO标准化。由来：POSIX的诞生和Unix的发展是密不可分的，Unix于70年代诞生于Belllab，并于80年代向美各大高校分发V7版的源码以做研究。UCBerkeley在V7的基础上开发了BSDUnix。后来很多商业厂家意识到Unix的价值也纷纷以BellLab的SystemV或BSD为基础来开发自己的Unix，较著名的有SunOS，AIX，VMS。由于各厂家对Unix的开发各自为政，造成了Unix的版本相当混乱，给软件的可移植性带来很大困难，对Unix的发展极为不利。为结束这种局面，IEEE开发了POSIX，POSIX在源代码级别上定义了一组最小的Unix(类Unix)操作系统接口。POSIX表示可移植操作系统接口（PortableOperatingSystemInterface，缩写为POSIX是为了读音更像UNIX）。电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE）最初开发POSIX标准，是为了提高UNIX环境下应用程序的可移植性。然而，POSIX并不局限于UNIX。许多其它的操作系统，例如DECOpenVMS和MicrosoftWindowsNT，都支持POSIX标准，尤其是IEEEStd.1003.1-1990（1995年修订）或POSIX.1，POSIX.1提供了源代码级别的C语言应用编程接口（API）给操作系统的服务程序，例如读写文件。POSIX.1已经被国际标准化组织（InternationalStandardsOrganization，ISO）所接受，被命名为ISO/IEC9945-1:1990标准POSIX现在已经发展成为一个非常庞大的标准族，某些部分正处在开发过程中。表1-1给出了POSIX标准的几个重要组成部分。POSIX与IEEE1003和2003家族的标准是可互换的。除1003.1之外，1003和2003家族也包括在表中。机密▲UNIX操作系统简介-UNIX和LINUX的区别和联系Linux和UNIX的最大的区别是，前者是开放源代码的自由软件，而后者是对源代码实行知识产权保护的传统商业软件。这应该是他们最大的不同，这种不同体现在用户对前者有很高的自主权，而对后者却只能去被动的适应；这种不同还表现在前者的开发是处在一个完全开放的环境之中,而后者的开发完全是处在一个黑箱之中,只有相关的开发人员才能够接触的产品的原型。另外两大区别：1）UNIX系统大多是与硬件配套的，而Linux则可运行在多种硬件平台上2）UNIX是商业软件，而Linux是自由软件，免费、公开源代码的机密▲Linux操作系统简介-什么是Linux？什么是Linux？Linux是运行于多种平台（PC、工作站等）之上、源代码公开、免费、遵循GPL精神、遵守POSIX标准的、与UNIX兼容的操作系统。Linux是微机版的UNIX。具有现代操作系统的所有特征：真正的抢先式多任务处理，支持多用户虚拟内存支持对称多处理机SMP网络功能图形用户界面和桌面环境速度和稳定性机密▲Linux操作系统简介-什么是GPL？GPL（GeneralpublicLicense）软件--公共许可软件。此类软件的开发不是为了经济目的，而是不断开发并传播新的软件，并让每个人都能获得、拥有。该类软件遵循一定的规则：1.传播者不能限制购买软件的用户自由权。即如果用户买了一套GPL软件，就可以免费复制和传播或自己出售。2.传播者必须清楚告诉用户该软件属于GPL软件。3.传播者必须免费提供软件的完整源代码。这样为用户提供了修改的条件。允许个人或组织为盈利而传播，获得利润。但不允许剥夺购买者的传播能力。机密▲Linux操作系统简介-Linux层次结构lssedawklsvicatsortApplicationsshkshcshShells设备接口文件系统多任务KernelHardware机密▲Linux操作系统简介-Linux内核技术特征抢先式多任务Linux将CPU的运行周期分配给多个应用程序，允许多个用户同时执行不同的程序。并且可以给紧急任务以较高的优先级，从而大大提高了CPU资源的利用率。进程管理Linux采用新技术使得进程在创建时不是复制父进程物理空间中的内容，而是复制父进程的页表。从而使得父子进程共享物理空间，并将这些物理空间标记为只读，当父进程或子进程的其中一个要进行写操作时才对所要写的页进行复制，其余内容并不复制。这种进程调度算法十分科学，对系统资源的利用亦比Unix更为有效。机密▲Linux操作系统简介-Linux内核技术特征存储管理在存储管理方面，Linux独具特色，内核支持按需调页(demandpaging)。当程序被加载运行时，Linux只为它分配虚拟空间，只有当访问某一虚拟空间而发生页中断时，才分配物理内存并从磁盘上读取相应的程序段，这种管理方式最大限度地利用了物理存储器。Linux的多个进程可以同时使用同一段内存，当其中某个进程要对内存进行写操作时，此段内存页会被复制到别的地方，即Copy-on-write技术。以此加快运行速度，同时又减少内存开销。Linux还支持虚拟内存技术，为了增加可用内存Linux使用磁盘分页技术。当需要使用更多的物理内存时，系统可以将内存中一些暂时不用的页交换到硬盘上的交换区，从而腾出更多的物理内存空间。虚拟内存使用页方式进行交换，而不是将整个进程都交换到磁盘上的交换分区或文件系统的交换文件中。文件系统Linux现在采用的是ext2文件系统，具有较高的系统效率。通过VFS（虚拟文件系统），Linux还可以支持ext、msdos、minix、vfat、hpfs、iso9660等文件系统。机密▲Linux操作系统简介-Linux内核技术特征网络支持在网络方面，Linux支持TCP/IP网络，包括FTP、TELNET、NFS、DNS、POP等服务，支持AppleTalk服务器、NetWare服务器及客户端、LanManager服务器及客户端，支持多种网络协议如Ipv4、Ipv6、X.25、IPX、NetBEU、IDDP等。在局域网中可以把Linux用作文件服务器、打印服务器、应用服务器等，还可以把其用作Web服务器、域名服务、防火墙、FTP服务器、邮件服务器甚至当作代理服务器使用。网络安全是网络的生命所在，Linux代码的完全开放性有助于它的网络安全。机密▲Linux操作系统简介-Linux存在的问题有待标准化：Linux有可能分裂成许多有差别的版本,重导UNI