《操作系统》05.关于Linux的基本操作

一、Shell：用户与内核的桥梁

1. 什么是 ShellShell 是一个命令解释器，它接收用户输入的命令，翻译后交给操作系统内核执行，并将结果返回给用户。从操作系统角度看，Shell 是用户态程序，通过系统调用来请求内核服务，这恰好体现了 OS 的接口设计。

2. 常见的 Shell

• bash（默认，大多数 Linux 发行版）

• zsh（功能更丰富，macOS 默认）

• sh、dash（更轻量，用于脚本）

• 可通过 echo $SHELL 查看当前使用的 Shell。

3. 命令提示符与格式

• user：当前用户名

• hostname：主机名

• ~/folder：当前工作目录（~ 代表用户家目录）

• $ 表示普通用户；# 表示 root 超级用户

4. 基本操作技巧

• Tab 键：命令和路径自动补全

• Ctrl+C：终止当前前台程序（发送 SIGINT 信号）

• Ctrl+D：表示输入结束（EOF），可退出 Shell

• Ctrl+Z：将当前程序挂起到后台

• history：查看历史命令；!编号 可重复执行

• ↑/↓ 箭头：浏览历史命令

• man command：查看命令的手册页（非常常用）

二、文件名与目录结构

1. 一切皆文件Linux 中，普通文件、目录、设备（如硬盘 /dev/sda）、进程信息等都是以文件的形式暴露的。这种统一的虚拟文件系统（VFS） 抽象是 OS 设计的精髓。

2. 目录树结构文件系统从根 / 开始，形成一棵倒置的树，没有 Windows 的盘符概念。重要目录：

• /：根目录，整个系统的起点

• /home：普通用户家目录，例如 /home/alice

• /root：root 用户的家目录

• /etc：系统配置文件（如 passwd、fstab）

• /bin, /sbin：基本系统命令（现在多是 /usr/bin 的链接）

• /usr：大部分用户程序和数据

• /var：经常变动的数据（日志、缓存等）

• /tmp：临时文件，重启可能清空

• /dev：设备文件

• /proc：内存中的内核和进程信息，是了解 OS 进程模型的直接窗口

3. 文件命名规则

• 区分大小写：File.txt 和 file.txt 是不同的文件

• 名称中避免使用空格和特殊字符，可用下划线、点、连字符

• 以 . 开头的文件是隐藏文件，如 .bashrc

• 通配符用于批量匹配：

• *：匹配任意多个字符

• ?：匹配单个字符

• [abc]：匹配其中任一字符

• 路径表示：

• 绝对路径：以 / 开头，如 /home/bob/doc.txt

• 相对路径：不以 / 开头，相对当前工作目录

• . 表示当前目录，.. 表示上一级目录

三、文件权限与所有权

Linux 是多用户系统，文件权限是实现保护与安全的核心机制。

1. 用户分组每个文件都有一个所有者（user）和一个所属组（group），权限分别针对三类人：

• u（user）：文件所有者

• g（group）：同组用户

• o（others）：其他人

使用 ls -l 可查看详细信息：

-rwxr-xr-- 1 alice staff 1024 Apr 26 10:30 script.sh

第一列 -rwxr-xr-- 分别表示：

• 文件类型：- 普通文件，d 目录，l 符号链接

• 接下来9个字符，每3位一组：rwx（所有者）、r-x（组）、r--（其他人）

• r = 读(4)，w = 写(2)，x = 执行(1)

2. 修改权限 - chmod

• 数字法（八进制）：chmod 754 fileowner=rwx(7), group=r-x(5), others=r--(4)

• 符号法：chmod u+x file（给所有者加执行权），chmod go-w file（去掉组和其他人的写权）

• 对目录而言，x 权限意味着可以 cd 进入该目录。

3. 修改所有者与组

• chown newowner file：改变所有者（需 root 权限）

• chown newowner:newgroup file：同时改所有者和组

• chgrp newgroup file：只改组

4. 特殊权限（了解）

• SUID（4）：可执行文件具有所有者的权限（如 passwd 命令）

• SGID（2）：文件执行时具有组的权限；对目录，新建文件会自动继承目录的组

• Sticky bit（1）：在目录上设置后，只有文件所有者才能删除自己文件（如 /tmp）

四、常用命令分类详解

1. 目录与文件操作

2. 文件查看与编辑

3. 文件搜索与过滤

4. 系统信息与进程管理

这是理解操作系统运行状态的直接手段。

5. 用户与权限相关

6. 网络与远程

7. 命令行进阶：管道、重定向与组合

以上这些操作不仅是日常使用 Linux 的基础，更是深入操作系统原理的实验入口：

• 用 ps、top、kill 来感受进程调度和信号机制；

• 在 /proc 目录下查看内核数据结构，理解进程控制块；

• 用 chmod 实践文件保护模型；

• 通过 Shell 的管道和重定向体会 进程通信与 I/O 重定向；

• 观察 fork()、exec() 写的小程序如何在 Shell 中运行，直接对应进程创建。

建议自己安装一个 Linux 发行版（虚拟机或 WSL 均可），跟随命令动手敲一遍，并养成 man 查手册的习惯。敲得越多，对操作系统的抽象就会理解越深，也会更直观和容易。