Команды ввода-вывода, общие принципы командной оболочки

Командная оболочка (shell) в Linux/Unix — это интерфейс, который позволяет пользователю взаимодействовать с операционной системой с помощью текстовых команд. Важной частью работы с командной оболочкой является использование команд ввода-вывода для обработки данных и файлов.

Общие принципы работы с командной оболочкой

Командная оболочка выполняет следующие основные функции:

• Прием команд от пользователя.

• Запуск программ.

• Обработка и управление потоками ввода-вывода.

• Интерпретация специальных символов и конструкций (например, подстановки и перенаправления).

Основные команды ввода-вывода

Команды ввода-вывода позволяют управлять файлами, текстом и потоками данных. Рассмотрим основные команды и их использование.

Команды для работы с файлами и директориями:

1. cat (concatenate)

   • Выводит содержимое файла на экран.

   • Пример:

     cat filename.txt

2. less и more

   • Постраничный просмотр содержимого файлов. less более функционален, чем more.

   • Пример:

     less filename.txt

3. head и tail

   • head выводит первые строки файла (по умолчанию 10), а tail — последние строки.

   • Пример:

     head -n 5 filename.txt   # Первые 5 строк
     tail -n 5 filename.txt   # Последние 5 строк

4. cp (copy)

   • Копирует файлы или директории.

   • Пример:

     cp source.txt destination.txt

5. mv (move)

   • Перемещает или переименовывает файлы или директории.

   • Пример:

     mv oldname.txt newname.txt

6. rm (remove)

   • Удаляет файлы или директории.

   • Пример:

     rm filename.txt

7. mkdir и rmdir

   • mkdir создаёт директорию, а rmdir удаляет пустую директорию.

   • Пример:

     mkdir new_directory
     rmdir empty_directory

8. find

   • Ищет файлы и директории по критериям (имя, размер, дата и т.д.).

   • Пример:

     find /path/to/search -name "*.txt"

9. touch

   • Создает пустой файл или обновляет временные метки существующего файла.

   • Пример:

     touch newfile.txt

Команды для работы с текстом:

1. echo

   • Выводит строку текста в терминал.

   • Пример:

     echo "Hello, World!"

2. grep

   • Ищет строки, соответствующие шаблону, в файлах или выводе других команд.

   • Пример:

     grep "pattern" filename.txt

3. awk

   • Мощный инструмент для обработки и анализа текстовых файлов. Часто используется для обработки данных в виде таблиц.

   • Пример:

     awk '{print $1, $3}' filename.txt

4. sed (stream editor)

   • Используется для текстовой замены в файлах или выводе команд.

   • Пример:

     sed 's/old_text/new_text/g' filename.txt

5. sort

   • Сортирует строки файла или вывода по алфавиту или численно.

   • Пример:

     sort filename.txt

6. uniq

   • Убирает дубликаты строк (обычно после сортировки).

   • Пример:

     sort filename.txt | uniq

7. wc (word count)

   • Считает количество строк, слов и символов в файле.

   • Пример:

     wc -l filename.txt   # Количество строк

Перенаправление ввода-вывода

Перенаправление позволяет направлять стандартный ввод, вывод и вывод ошибок в файлы или другие команды.

• > — перенаправление стандартного вывода в файл (создает или перезаписывает файл).

  • Пример:

    echo "Hello, World!" > output.txt

• >> — перенаправление стандартного вывода в файл (добавляет к существующему содержимому).

  • Пример:

    echo "Another line" >> output.txt

• < — перенаправление стандартного ввода из файла.

  • Пример:

    sort < unsorted.txt

• 2> — перенаправление вывода ошибок в файл.

  • Пример:

    command_that_might_fail 2> errors.txt

• | — пайп (pipe), перенаправляет вывод одной команды на вход другой.

  • Пример:

    cat file.txt | grep "pattern"

Использование подстановок

Командная оболочка поддерживает несколько типов подстановок:

• Подстановка команд — выполняет команду и подставляет результат на место команды:

  echo "Сегодня: $(date)"

• Подстановка переменных — подставляет значение переменной:

  name="John"
  echo "Hello, $name!"

• Подстановка файлов — подставляет имена файлов, соответствующих шаблону:

  ls *.txt

Управление процессами

Командная оболочка позволяет управлять процессами (например, запущенными программами) напрямую из терминала.

• Запуск в фоне — команда, запущенная с & в конце, будет выполняться в фоновом режиме:

  long_running_command &

• Остановка процесса — процесс можно остановить, нажав Ctrl + Z.

• Возобновление процесса — можно возобновить процесс в фоне с помощью команды bg или на переднем плане с помощью fg.

Скрипты оболочки (shell scripts)

Команды оболочки можно записывать в файл и запускать как скрипт.

Простой пример скрипта:

#!/bin/bash
echo "Hello, $USER!"
date

Чтобы запустить скрипт:

1. Сделайте его исполняемым:

   chmod +x script.sh

2. Запустите:

   ./script.sh

Заключение

Командная оболочка в Linux/Unix — это мощный инструмент для управления системой и автоматизации задач. Знание базовых команд ввода-вывода, перенаправления потоков и принципов работы оболочки позволяет эффективно работать с файлами, текстом и процессами.