Сохранение файлов и выход из vi

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

к лабораторным работам по курсу

«Операционные системы»

Донецк-ДонНТУ-2012

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладной математики и информатики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

к лабораторным работам по курсу

«Операционные системы»

(для студентов направления подготовки  «Компьютерные науки»,

специальности КЭМ, ПКД)

                                                   Рассмотрено на заседании кафедры

Прикладной математики и информатики

                                                                  Протокол № от

Утверждено на заседании

учебно-издательского Совета ДонНТУ

протокол № от  

Донецк –2012

УДК

    Методические указания и задания к лабораторным работам по курсу «Операционные системы» для студентов направления подготовки «Компьютерные науки», Сост. Аноприенко А.Я., Чернышова А.В., Михайлова Т.В., - Донецк , 2012 -  62 с.

    Приведены методические указания и задания к выполнению лабораторных работ по курсу «Операционные системы». Излагаются вопросы, связанные с организацией работы пользователей в Unix-платформенных операционных системах, в частности в ОС Linux, рассмотрены также вопросы, касающиеся специальных возможностей операционных систем, предназначенных для наиболее эффективной организации работы пользователей.

    Методические указания предназначены для усвоения теоретических основ и формирования практических навыков по организации работы пользователей в Unix-платформенных операционных системах.

Составители:                                       доц. А.Я. Аноприенко

                                                             доц. Т.В.Михайлова

                                                             ст.преп. А.В.Чернышова

Лабораторная работа №1

Тема: OS Linux: Общая организация работы. Редактирование текстовых файлов с помощью редактора vi.

Цель работы: Освоить основные принципы работы с ОС Linux. Изучение основных команд для работы с элементами файловой системы. Научиться работать с редактором vi.

Методические указания к выполнению работы

Каталоги и файлы

Kорневой каталог имеет имя "/". Он обычно содержит каталоги:

bin - для наиболее используемых команд. Здесь находится много важных системных программ. Здесь можно обнаружить команды, вроде cp, ls, mv. Это и есть программы соответствующих команд. Когда, например, используем команду cp, выполняется программа /bin/cp.

В этом каталоге большинство файлов выполняемых (* рядом с файлом говорит об этом).

   usr  - каталоги и обычные файлы, содержащие информацию, привлекаемую при решении задач пользователя;

dev - файлы в этом каталоге известны, как драйверы устройств, они используются для доступа к устройствам и ресурсам системы, таким, как диски, модем, память и т.д.

etc- для хранения команд администратора системы; содержит множество всевозможных системных файлов конфигурации. Они включают /etc/passwd (файл паролей), /etc/rc (командный файл инициализации) и т.д.

   sbin – используется для хранения важных системных двоичных файлов, используемым системным администратором.

lib– важнейшие библиотеки. Эти файлы содержат код, который могут использовать многие программы. Вместо того, чтобы каждая программа имела свою собственную копию этих выполняемых файлов, они хранятся в одном общедоступном месте – в /lib. Это позволяет сделать выполняемые файлы меньше и сэкономит место в системе.

    рroc - это “виртуальная файловая система”, в которой файлы хранятся в памяти, а не на диске. Они связаны с с различными процессами, происходящими в системе и позволяют получить информацию о том, что делают программы и процессы в указанное время.

mnt - для подключения (примонтирования) новых файловых систем;

sys - средства для изменения конфигурации системы;

tmp- для хранения временных файлов;

   usr - каталоги и обычные файлы, содержащие информацию, привлекаемую при решении задач пользователя.

А также обычные (выполняемые) файлы:

   unix - ядро;

   boot - загрузчик.

Полные имена файлов будут: /bin, /usr, ..., /unix, /boot.

В  свою очередь эти каталоги могут содержать каталоги следующего уровня. Например, каталог "usr", кроме прочего, содержит каталоги:

bin - хранит дополнительные команды;  

include - хранит фрагменты системных программ;

lib - хранит дополнительные библиотеки.

полные имена этих файлов будут:

/usr/bin  /usr/games /usr/include /usr/lib

Если в каталоге     "/usr/include"  содержится каталог "sys", который в свою очередь, содержит каталог "conf", то полное имя файла "conf" будет

/usr/include/sys/conf

Формальным признаком полного имени является то, что оно начинается со слэша ("/").

Относительное имя начинается не с "/", и определят имя относительно своего местоположения. Если пользователь в данный момент находится в директории /usr файловой системы, то он может обратиться к этому же файлу по относительному имени

     include/sys/conf

Есть два специальных имени:

. - это "имя" текущего директория и

.. - это "имя" родительского директория (т.е. директория, находящегося на ступеньку выше данного на пути к корню).

В  качестве имени файла    как правило может использоваться любая последовательность из    букв, цифр и подчеркиваний. Могут использоваться   и другие символы, однако ряд этих символов при использовании в имени требует специального экранирования. (Лучше не пользоваться специальными символами в именах - иногда это может привести к сложностям в обращении к таким именам, поскольку спецсимволы могут иметь в shell некоторый специальный смысл).

В  ряде  систем длина имени ограничивается 14-ю символами (этого ограничения желательно придерживаться для переносимости файлов), однако в других системах допускаются более длинные имена - например, до 256 символов.

В  общем  случае не являются обязательными и какие-то расширения в именах. Хотя ряд команд требуют наличия некоторых фиксированных расширений в именах, например расширение ".с" для исходных файлов для Си-компилятора.

В ОС Linux большие и маленькие буквы воспринимаются как различные, поэтому "FILE", "file" и "File" - это три различных имени.

Отдельные части файловой системы могут находиться на различных физических устройствах, например, на нескольких жестких и гибких дисках (или в различных частях одного диска). Соответствующие фрагменты (поддеревья файловой системы) монтируются (присоединяются) в единую файловую систему командой mount (обычно это функция администратора системы), после чего пользователь может обращаться к любым доступным файлам, при этом в имени никак не отражается устройство, на котором файл находится или создается.

    Вход в систему

    Для подключения к OS Linux, которая установлена на сервере кафедры, необходимо вызвать программу telnet, предназначенную для удаленного подключения к узлу сети, указать IP-адрес узла, к которому хотите подключиться. IP-адрес сервера – 194.44.183.210.

При входе вы увидите приглашение для ввода логина и пароля:

    login:student (Логин student для всех студентов кафедры)

    Password: студент (русское слово «Студент», набранное латинскими буквами)

При вводе пароль не будет отображаться на экране. Если вы неправильно набрали пароль, то увидите на экране сообщение

    Login incorrect

Если вы правильно ввели имя пользователя и пароль, вы подключены к ОС Linux. Пользователю, подключившемуся к ОС Linux, предлагается работать с помощью командной строки, которая выглядит следующим образом:

[student@pmi student]$

Это значит, что вы подключились к серверу pmi под логином student и находитесь в домашнем каталоге «student». После авторизации в системе каждый пользователь попадает в свой домашний каталог. Как правило, домашний каталог пользователя соответствует его имени. После этого можно приступать к работе в OS в режиме командной строки.

Виртуальные консоли

Системная консоль - это монитор и клавиатура, связанные непосредственно с системой. (Поскольку Linux - многопользовательская система, вы можете иметь дополнительные терминалы, связанные через последовательные порты с вашей системой, но они не будут консолями). Linux, как и некоторые другие версии UNIX, обеспечивает доступ к виртуальным консолям (или VC), которые позволяют войти в систему под несколькими именами в одно время.

Для демонстрации этого войдите в систему (как было показано ранее). Теперь нажмите alt-F2. Вы должны снова увидеть подсказку login: , то есть перед вами вторая виртуальная консоль, а вы вошли через первую. Чтобы переключиться обратно на первую VC, нажмите alt-F1. Вы снова на первой консоли. Как правило, переключение между виртуальными консолями возможно только в том случае, если вы работаете не удаленно.

Если вы подключены удаленно к системе, то чтобы войти в систему еще с одной консоли под тем же логином или иным, необходимо запустить еще один telnet.

Linux возможно позволит вам работать с четырьмя первыми VC, используя от alt-F1 до alt-F10. Как видите, использование VC может быть очень эффективным - вы можете работать на нескольких VC одновременно.

В то время, как использование виртуальных консолей ограничено (кроме прочего, в каждый момент времени вы можете видеть только одну виртуальную консоль) оно дает вам представление о многопользовательских возможностях Linux. Пока вы работаете на VC #1, вы можете переключиться на VC #2 и начать работу над чем-то другим.

Команды для работы с файловой системой

    Просмотр содержимого текущего каталога:

    ls, dir

    Расширенный просмотр текущего каталога:

    ls –l, vdir

    ls -l ../, ls ../, dir ../,vdir ../, - если вы находитесь в своем домашнем каталоге, вы увидите содержимое предыдущего каталога.

    ls -l /, ls /, dir /,vdir / - просмотр корневого каталога

    ls –F – просмотр каталога (можно увидеть. Что есть файлом, что каталогом)

где ls - имя команды; -l - флаг, говорящий о том, что информация должна    быть представлена в длинном формате (ниже приведен пример работы команды ls -l);

drwxrwxr-x 2 root 2048 nov 3 12:11 bin

-rwxr--r--              1 root 861 may 11 20:11 boot

drwxrwxr-x 2 root 1024 jan 9 11:55 dev

drwxrwxr-x 1 root 4096 may 11 20:11 dos

drw-r--r--              3 root 4096 nov 17 12:01 include

drwxr-xr-x  7 root 480 nov 17 12:30 lib

Первая строка означает, что это каталог (d-directory), где первая триада "rwx" разрешает владельцу каталога: r - читать, w - писать  и х - выполнять (более точно, для файлов типа каталог w означает разрешение создавать файлы в каталоге и удалять их из него, а х разрешает доступ к файлам каталога); членам группы, в которую входит владелец, также разрешены все три операции. Последняя триада отражает права доступа прочих пользователей, которым разрешено только читать и выполнять (запрещено писать в этот файл, т.е. изменять содержимое каталога).

Далее, 2 - это число связей файла (т.е. где-то в системе есть еще одно имя, связанное с этим файлом); root - имя владельца, 2048 - число символов в файле, nov 3 12:11 - дата и время создания или последней модификации файла (3 ноября в 12-11); bin - имя файла (каталог команд).

Во второй строке указан обычный текстовый файл (boot), который прочие пользователи могут только читать.

dir – выводит список файлов и каталогов указанного каталога.

Параметры:

-А – запрет включения в список текущего (.) и родительского (..) каталогов

-а – вывод списка всех файлов и подкаталогов в каталоге, включая скрытые файлы

-В – запрет включения в список резервных копий (файлов, имена которых заканчиваются на ~)

-C – вывод списка по столбцам (значение по умолчанию)

-с – сортировка по дате последнего изменения.

-F – пометить исполняемые файлы звездочкой (*), каталоги – наклонной чертой (/) и символические ссылки – символом @

-S – сортировка по размеру файла

-X – алфавитная сортировка по расширению.

-w n – Форматирование вывода из расчета ширины экрана, равной n символам.

    chmod – предназначена для изменения режима доступа к файлу или каталогу. Режим доступа устанавливается отдельно для владельца файла, группы пользователей, которой принадлежит файл, и для всех остальных пользователей. Режим доступа может быть задан в одной из двух форм: символьной и числовой. Символьная форма используется для изменения режима доступа относительно текущего состояния, а числовая – для абсолютного задания режима доступа. Числовая форма задания режима использует восьмиричное число, а символьная – одну или несколько групп символов, разделенных запятыми.

    Для изменения режима доступа к файлу вы должны быть его владельцем либо привилегированным пользователем.

    Примеры использования символьной формы:

    chmod g+x pat.memo

    Эта команда предоставляет право на исполнение (x) файла pat.memo группе (g), которой принадлежит данный файл.

chmod go-w pat.memo

    Эта команда лишает права на модификацию (w) файла pat.memo группу (g), которой принадлежит этот файл, а также прочих (o) пользователей (кроме владельца файла).

chmod g+x, go-w pat.memo

Эта команда предоставляет группе, которой принадлежит файл pat.memo, право на его исполнение и одновременно лишает группу и прочих пользователей права на изменение этого файла.

Обозначения:

u – пользователь (владелец файла)

g - группа

o - прочие

a – все пользователи

+ - добавить разрешения к текущим

- - удалить разрешения из текущих

= - установить разрешения вне зависимости от текущих

r- разрешение на чтение

w – разрешение на изменение

x – разрешение на исполнение

l – блокировка файла для других пользователей

Примеры использования числовой формы рассматривать не будем.

pwd - команда (без флагов и аргументов) сообщает местоположение    пользователя в файловой системе. С ее помощью выводится полное имя текущего каталога.

При входе в систему пользователь оказывается в определенной заранее вершине дерева. Это будет каталог "/student".

cd - изменить местонахождение можно командой.

В корневой каталог можно попасть из любого места командой

cd ../

Так можно перейти в каталог /home/users/student , набрав команду

    cd /home/users/student, если Вы до этого находились в коневом каталоге. здесь указано полное имя , или

    cd include/sys

здесь указано относительное имя.

Отличительный признак относительного имени - отсутствие

символа "/" в начале.

Команда "cd .." осуществит переход вверх на предыдущий уровень а команда "cd" (т.е. без параметров) осуществит переход в домашний директорий пользователя (т.е. директорий, в котором пользователь оказывается при входе в систему).

Создание файлов и каталогов:

mkdir - cоздание каталога;

cp – копирование файлов;

mv – перемещает файлы, или можно сказать иначе – дает им новое имя и новое место в дереве каталогов.

Синтаксис: mv параметры исходный_файл конечный_файл

Параметры:

-b – создание резервных копий удаляемых файлов

Команды mv и cp уничтожают содержимое файла, в который они пишут (если он существовал), не спрашивая вашего разрешения.

Удаление файлов и каталогов:

rm имя файла – удаление файла;

rmdir имя директория – удаление каталога, но пустого.

rm -r - удаление каталога и всего его содержимого

Просмотр и поиск файлов:

more, cat – используются для просмотра содержимого файлов

cat – одна из самых полезных команд в Linux, поскольку она позволяет выполнять массу базовых операций с файлами. В простейшем варианте cat читает указанный файл и выводит его содержимое на экран. Команда cat может использоваться в сочетании с символом перенаправления > для объединения нескольких файлов в один, а также с символом перенаправления >> для дописывания файлов в конец существующего. Наконец, команда cat может использоваться для создания нового тестового файла.

Например:

cat report – выводит на экран содержимое файла report

cat report report2 – выводит на экран сначала содержимое файла report и затем без паузы – содержимое файла report2.

cat report report2 > report3 – объединяет файлы report и report2 в файле report3

сat > report – создает новый файл с именем report и записывает в него все, что вы введете с клавиатуры. Выход Ctrl-D.

cat report >> report2 – эта команда дописывает содержимое файла report в конец файла report2.

cat >> report – дописывает все, что вы введете с клавиатуры, в конец файла report.

more – выдает файл на экран поэкранно, а cat – весь сразу.

При использовании more :

« пробел» нажать для перехода к следующей странице;

b – для возврата к предыдущей;

q – выход из more;

find – осуществляет поиск файлов. Она может производить как простой поиск, так и сложный поиск файлов, удовлетворяющих сложным условиям.

find $HOME

Эта команда выводит список всех файлов, находящихся в вашем домашнем каталоге и его подкаталогах.

 Копирование файлов:

cp – выполняет одно из следующих действий: копирование содержимого файла в файл с другим именем либо в другой каталог с сохранением существующего имени файла, всех файлов одного каталога в другой каталог. Исходный файл (каталог) не изменяется.

Параметры:

-а – сохранение атрибутов файлов

-b – создание копии вместо перезаписи существующего файла

-d – поддержка символических ссылок

-f – безусловное копирование

-i – интерактивный режим. Перед записью существующего файла будет произведен запрос подтверждения

-l – создание прямых ссылок вместо копирования (применяется при копировании файлов в каталог)

-p – сохранение существующего режима доступа к файлам, принадлежности файлов к метке времени.

-r – копирование каталога вместе с подкаталогом

Примеры:

cp pat.letter под именем pat.old

cp kevin.letter /home/Kevin/kevin.letter

Эта команда копирует файл kevin.letter, содержащийся в текущем каталоге, в каталог /home/Kevin под тем же именем.

cp –r /home/Kevin /home/Kevin/letters

Эта команда копирует содержимое каталога /home/Kevin в каталог /home/Kevin/letters

Удаление файлов и каталогов:

rm – удаляет файлы

Синтаксис rm <file1>…<file N>,

где<file1>…<file N> - имена удаляемых файлов

rm – i – перед удалением спрашивает подтверждения.

rmdir - удаляет пустые каталоги. При использовании этой команды ваш текущий рабочий каталог должен находиться вне удаляемого каталога.

Еще несколько команд:

man – выдает страницу руководства по данной команде или ресурсу (ресурс – это любая системная утилита, которая не является командой, например, библиотечная функция)

man <command>.

echo – просто повторяет аргументы.

echo<arg1>…<argN>, где

<arg1>…<argN> - “повторяемые” аргументы.

bc – калькулятор

bc –l – подключение к математической библиотеке

    kill – команда, оправляет процессу с указанным идентификатором (PID) указанный сигнал. Эта команда часто используется для завершения работы процессов. Только владелец процесса или привилегированный пользователь могут использовать эту команду.

    ps - команда, выводящая различную информацию о процессах. Она имеет большой набор сложных параметров. За подробной информацией:

ps –help

    renice – команда, позволяющая изменить приоритет одного или нескольких запущенных процессов.

    script – позволяет сохранить все выводимые на экран символы в указанном файле.

    strings – выполняет поиск текстовых сторок в файле. По умолчанию выволятся только те строки, длина которых составляет не менее 4 символов.

    uptime - сообщает вам, сколько времени прошло с момента последней перезагрузки системы, сколько пользователей в настоящий момент подключено к системе и какова средняя загрузка системы за последние 1, 5 и 15 минут.

    users – выводит информацию о пользователях, подключенных к системе в данный момент.

    Родственная команда – who (см. help)

    Наряду с перенаправлением ввода-вывода целесообразно иногда использовать так называемый конвейерный запуск команд. Конвейерный запуск команд, это когда результаты одной команды передаются на вход другой команды. Синтаксис конвейерного запуска выглядит следующим образом: «команда1»| «команда2». Например, есть команда, которая выводит содержимое текущего каталога в расширенном виде – ls –l, если кол-во файлов в каталоге невелико, то информация помещается на один экран, иначе, необходимо выполнить постраничный просмотр каталога. Это можно реализовать, выполнив последовательно 2 команды: ls –l|more. При этом выполнится сначала команда ls –l и выходные результаты этой команды подаются на вход команде more, которая осуществляет постраничный просмотр.

Использование редактора vi

Текстовый редактор, это программа, используемая для редактирования файлов, которые содержат текст, например письма, С-программы или системные конфигурационные файлы. Хотя в Linux много всяких разных редакторов, единственный редактор, который вы с гарантией найдете в любой UNIX- платформенной ОС, это vi (``visual editor''). vi - это не самый простой в использовании редактор. Но поскольку он так распространен в мире UNIX и в любой момент может вам потребоваться, он заслуживает хоть какого-то описания здесь.

Этот раздел - вразумительное введение в vi. Мы не будем обсуждать все его свойства, а только те, которые вы должны знать, чтобы начать работать. Если вы пожелаете знать больше деталей, обратитесь к страницам Руководства.

Концепции

При использовании vi в любое время вы можете находиться в одном из трех режимов работы. Эти режимы известны как командный режим, режим вставки и режим последней строки.

Когда вы начинаете работать с vi - вы в командном режиме. Этот режим позволяет использовать определенные команды для редактирования файлов или перехода в другие режимы. Например, напечатав ``x'' при нахождении в командном режиме, удаляете символ, находящийся перед курсором. Стрелки передвигают курсор по редактируемому файлу. Большинство команд, используемых в командном режиме, состоит из одного или двух символов.

Вставку или редактирование текста вы осуществляете в режиме вставки. При использовании vi вы, возможно, большую часть времени находитесь именно в этом режиме. Вы переходите в режим вставки с помощью команды ``i'' (``insert'' - вставка) из командного режима. В режиме вставки вы вставляете текст в документ на место, указываемое курсором. Для завершения режима вставки и возврата в командный режим следует нажать esc.

Режим последней строки - это специальный режим, используемый для расширения возможностей командного режима. При вводе таких команд они появляются в последней строке экрана. Например, если вы напечатаете ``:'' в командном режиме, вы перейдете в режим последней строки и сможете использовать такие команды, как ``wq'' (записать (write) файл и выйти (quit) из vi), или ``q!'' (выйти из vi без сохранения изменений). Режим последней строки в общем случае используется для команд vi, которые длиннее одного символа. В режиме последней строки вы вводите однострочные команды и нажимаете enter для их выполнения.

Начало работы с vi

Лучший способ освоить эту концепцию, это вызвать vi и отредактировать файл.

     Вызов vi :  vi <filename>

где <filename> - имя редактируемого файла.

Столбец символов ``~'' говорит о том, что вы стоите на конце файла.

Вставка текста

Вы находитесь в командном режиме; для того, чтобы вставлять текст в файл, нажмите i (что переведет вас в режим вставки) и начинайте печатать.

    При вставке текста вы можете напечатать столько строк, сколько пожелаете (нажимая return после каждой строки), и можете корректировать ошибки используя клавишу возврата (backspace).

Для завершения режима вставки и возврата в командный режим нажмите esc.

В командном режиме вы можете использовать клавиши со стрелками для перемещения по файлу.

    Есть несколько способов вставки текста, отличных от использования команды i. Например, команда a вставляет в текст, начиная после текущего положения курсора, вместо текущей позиции курсора.

Нажмите a, для начала режима вставки, напечатайте ``wo'', а затем нажмите esc для возврата в командный режим.

Для того, чтобы начать вставку текста в строку ниже текущей, используйте команду ``о''

Но помните, что в любое время вы находитесь либо в командном режиме (где команды, такие как i, a или o могут применяться) или в режиме вставки (где вы вставляете текст, а затем с помощью esc возвращаетесь в командный режим) или в режим последней строки (в котором вы расширяете расширяемые команды, как это обсуждается ниже).

Удаление текста

В командном режиме команда "x" удаляет символ перед курсором.

Теперь нажмите a, вставьте некоторый текст, а затем нажмите esc:

Вы можете удалять целые строки, набирая команду dd (т.е. нажимая d дважды).

Чтобы удалить слово, на котором находится курсор, используйте команду dw.

Изменение текста

Вы можете заменить фрагменты текста, используя команду R. Поместите курсор на первую букву слова ``party'', нажмите R и напечатайте слово ``hungry''.

Использование R для редактирования текста очень походит на на команды i и a, но R заменяет прежний текст вместо вставки в него. Команда r заменяет один символ, отмеченный курсором.

Команда ``&tilde;'' изменяет размер буквы, отмеченной курсором: большую делает маленькой и наоборот.

    Команды перемещения

Вы уже знаете, как использовать стрелки для перемещений по документу. Вы также можете использовать команды h, j, k, и l для перемещения курсора влево, вниз, вверх и вправо соответственно. Это удобно, если (по каким-то причинам) ваши клавиши со стрелками не работают как надо.

Команда w перемещает курсор на начало следующего слова; b - перемещает на начало предыдущего слова.

Команда 0 (это ноль) передвигает курсор на начало текущей строки, а команда $ перемещает на конец строки.

При редактировании больших файлов вы хотите перемещаться вперед и назад сразу на размер экрана. Нажатием ctrl-F курсор перемещается на экран вперед, с помощью ctrl-B - на экран назад.

Для того, чтобы переместить курсор в конец файла, напечатайте G. Можно переместиться также на любую строку, напечатав команду 10G вы переместите курсор на десятую строку файла. Для того, чтобы встать на начало (на первую строку), используйте 1G.

Сохранение файлов и выход из vi

Для выхода из vi без внесения изменений в ранее существовавший файл используйте команду :q!.

Когда вы напечатаете ``:'', курсор переместится на последнюю строку экрана, поскольку вы перейдете в режим последней строки.

В режиме последней строки могут выполняться некоторые расширенные команды. Одна из них - q!, которая позволяет выйти из vi без записи. Команда :wq сохраняет (записывает) файл, а затем выходит из vi. Команда ZZ (в режиме команд, без `:'') эквивалентна :wq. Помните, что вы должны нажать enter после набора команды в режиме последней строки. Если хотите записать файл без выхода из /vi, используйте просто :w.