UNIX系统复习-1

这是我复习《UNIX系统》这门课程时记录的一些笔记，希望能对你有所帮助😊

ed 编辑器

ed 是 UNIX 系统中最古老的行编辑器之一，虽然现在使用较少，但了解它的用法对于理解 UNIX 历史和许多现代编辑器的工作原理很有帮助。以下是 ed 编辑器的详细用法和实例。

基本操作

启动和退出 ed

$ ed                 # 启动 ed 编辑器
a                    # 进入输入模式
这是第一行文本
这是第二行文本
.                    # 退出输入模式
w test.txt           # 保存到文件
q                    # 退出 ed

常用命令

a - 追加文本
1
2
3
a 这是追加的文本 .

i - 插入文本

1
2
3

1i                 # 在第一行前插入
这是插入的文本
.

p - 打印行
1
1,3p # 打印1-3行
d - 删除行
1
2d # 删除第2行
w - 写入文件
1
w filename # 保存到文件
q - 退出
1
q # 退出编辑器

实用示例

示例1：创建和编辑文件

$ ed
a                   # 开始输入
Hello, world!
This is line 2.
Line 3 here.
.                   # 结束输入
1,3p                # 查看所有内容
w hello.txt         # 保存
q                   # 退出

示例2：编辑现有文件

$ ed existing.txt
1,3p                # 查看前3行
2d                  # 删除第2行
a                   # 追加新内容
New line added
.
w                   # 保存更改
q                   # 退出

示例3：搜索和替换

$ ed document.txt
1,$p                # 查看所有内容
/pattern/           # 搜索"pattern"
s/old/new/          # 替换当前行的第一个"old"为"new"
s/old/new/g         # 替换当前行所有"old"为"new"
1,$s/old/new/g      # 全局替换
w                   # 保存
q                   # 退出

示例4：使用行号编辑

$ ed data.txt
3                   # 移动到第3行
p                   # 打印当前行
a                   # 在第3行后追加
Additional info
.
2,4p                # 查看2-4行
5i                  # 在第5行前插入
Inserted line
.
w                   # 保存
q                   # 退出

高级功能

正则表达式搜索

1 2	`/^[A-Z]/ # 搜索以大写字母开头的行 /[0-9]$/ # 搜索以数字结尾的行`

全局命令

1
2
3

g/pattern/p         # 打印所有包含pattern的行
g/pattern/d         # 删除所有包含pattern的行
v/pattern/p         # 打印所有不包含pattern的行

标记位置

1 2	`kx # 用字母x标记当前位置 'x # 返回标记x的位置`

合并文件

1 2	`$ ed main.txt r other.txt # 将other.txt内容读入当前文件`

实际应用场景

场景1：批量替换文本

$ ed config.cfg
1,$s/192.168.1.1/10.0.0.1/g
w
q

场景2：提取特定行

$ ed logfile.log
1,10p               # 查看前10行
5,7w extract.txt    # 将5-7行保存到extract.txt
q

场景3：快速编辑脚本

$ ed script.sh
/function_name/     # 找到函数定义
.,+5p               # 查看函数及其后5行
.,+5s/old/new/g     # 替换函数内的文本
w
q

注意事项

ed 是行编辑器，没有全屏界面，所有操作基于命令
命令区分大小写
点(.)单独一行表示结束输入模式
如果不保存就退出，会丢失所有更改
错误操作可能导致数据丢失，建议经常保存

虽然 ed 编辑器在现代环境中使用较少，但了解它的基本操作对于理解 UNIX 哲学和许多现代文本处理工具的历史发展很有帮助。

文件操作

文件操作命令

1. `mv` - 移动或重命名文件

基本语法:

1 2	`mv [选项] 源文件目标文件 mv [选项] 源文件... 目标目录`

常用选项:

-i: 交互式操作，覆盖前提示
-f: 强制覆盖，不提示
-n: 不覆盖已存在文件
-v: 显示详细操作信息

示例:

mv file.txt newname.txt          # 重命名文件
mv file.txt ~/Documents/        # 移动文件到目录
mv -i old.txt new.txt           # 交互式重命名
mv *.txt text_files/            # 移动所有txt文件到目录
mv -v file1 file2 dir/          # 显示详细移动信息

2. `cp` - 复制文件

基本语法:

1 2	`cp [选项] 源文件目标文件 cp [选项] 源文件... 目标目录`

常用选项:

-i: 交互式复制
-r/-R: 递归复制目录
-p: 保留文件属性(权限、时间戳等)
-a: 归档模式，相当于-dpR
-v: 显示详细操作信息

示例:

cp file.txt file_backup.txt      # 复制文件
cp -r dir1/ dir2/               # 递归复制目录
cp -p file.txt backup/          # 保留属性复制
cp -a project/ backup/          # 完全复制目录结构
cp *.txt text_backup/           # 复制所有txt文件

3. `rm` - 删除文件

基本语法:

1	`rm [选项] 文件...`

常用选项:

-i: 交互式删除
-f: 强制删除，不提示
-r/-R: 递归删除目录
-v: 显示详细操作信息

示例:

rm file.txt                     # 删除文件
rm -i *.tmp                     # 交互式删除tmp文件
rm -rf old_dir/                 # 强制递归删除目录(慎用)
rm -v *.log                     # 显示删除的日志文件

文本处理命令

4. `wc` - 统计文本信息

基本语法:

1	`wc [选项] 文件...`

常用选项:

-l: 只统计行数
-w: 只统计单词数
-c: 只统计字节数
-m: 只统计字符数
-L: 显示最长行的长度

示例:

wc file.txt                     # 显示行数、单词数、字节数
wc -l *.log                     # 统计所有日志文件行数
wc -w report.txt                # 统计文件单词数
wc -L longfile.txt              # 找出最长行的长度
cat file.txt | wc -c            # 统计字节数(管道用法)

5. `grep` - 文本搜索

基本语法:

1	`grep [选项] 模式文件...`

常用选项:

-i: 忽略大小写
-v: 反向匹配(显示不匹配的行)
-n: 显示行号
-c: 统计匹配行数
-r/-R: 递归搜索目录
-l: 只显示匹配的文件名
-E: 使用扩展正则表达式(等同于egrep)
-A n: 显示匹配行及其后n行
-B n: 显示匹配行及其前n行
-C n: 显示匹配行及其前后各n行

示例:

grep "error" logfile.txt        # 搜索包含error的行
grep -i "warning" *.log         # 忽略大小写搜索warning
grep -rn "main()" src/          # 递归搜索并显示行号
grep -c "success" report.txt    # 统计匹配行数
grep -v "^#" config.cfg         # 显示不以#开头的行(过滤注释)
grep -E "[0-9]{3}-[0-9]{4}" data.txt  # 使用正则表达式搜索电话号码

6. `sort` - 排序文本

基本语法:

1	`sort [选项] 文件...`

常用选项:

-n: 按数值大小排序
-r: 逆序排序
-k n: 按第n列排序
-t c: 指定列分隔符为c
-u: 去除重复行
-f: 忽略大小写
-o 文件: 将结果输出到指定文件

示例:

sort names.txt                  # 按字母顺序排序
sort -nr numbers.txt           # 按数值逆序排序
sort -t: -k3 -n /etc/passwd     # 按:分隔的第3列(UID)数值排序
sort -u data.txt                # 去重排序
sort -k2,2 -k1,1r employees.txt # 先按第2列升序，再按第1列降序

7. `cmp` - 比较文件差异(二进制)

基本语法:

1	`cmp [选项] 文件1 文件2`

常用选项:

-l: 显示所有不同字节的位置和值
-s: 静默模式，只返回退出状态
-i n: 跳过前n个字节
-n count: 最多比较count个字节

示例:

cmp file1.bin file2.bin         # 基本比较
cmp -l image1.jpg image2.jpg    # 显示所有差异字节
cmp -s old new && echo "相同" || echo "不同"  # 脚本中检查文件是否相同
cmp -i 1024 a.out b.out        # 跳过前1024字节比较

8. `diff` - 比较文件差异(文本)

基本语法:

1 2	`diff [选项] 文件1 文件2 diff [选项] 目录1 目录2`

常用选项:

-c: 上下文格式输出
-u: 统一格式输出
-i: 忽略大小写
-w: 忽略空白差异
-r: 递归比较目录
-q: 只报告文件是否不同
-y: 并排格式输出
-a: 将文件视为文本文件(即使看似二进制)

示例:

diff file1.txt file2.txt        # 基本比较
diff -u old.c new.c > patch.diff # 生成补丁文件
diff -r dir1/ dir2/             # 递归比较目录
diff -iw config.cfg config.bak  # 忽略大小写和空白比较
diff -y left.txt right.txt      # 并排显示差异

组合使用示例

统计当前目录下所有.py文件的行数:
1
wc -l *.py
查找包含”TODO”的Python文件并显示行号:
1
grep -n "TODO" *.py
按文件大小排序当前目录下的文件:
1
ls -l | sort -nk5

比较两个目录的差异并生成补丁:

1	`diff -Nur original/ modified/ > changes.patch`

查找并删除所有临时文件:
1
find . -name "*.tmp" | xargs rm -v

这些命令是UNIX/Linux系统中最常用的文本处理工具，熟练掌握它们可以极大提高在命令行环境下的工作效率。

环境变量设置

这些命令涉及 Linux/Unix shell 环境变量 的设置和使用，我来逐个解释：

1. `PS1=C:\\>`

作用：修改 shell 的 命令提示符（Prompt String 1）
效果：
- PS1 是控制终端提示符的变量
- C:\\> 表示提示符会显示为 C:\>（类似 Windows 的 CMD 风格）

示例：

1 2	`$ PS1=C:\\> C:\> # 现在提示符变成了这样`

2. `PS1='`whoami`:`pwd`>'`

作用：自定义提示符，显示 当前用户 + 当前目录
解释：
- `whoami`：执行 whoami 命令，显示当前用户名（如 root 或 user）
- `pwd`：执行 pwd 命令，显示当前工作目录（如 /home/user）
- 最终提示符格式：用户名:当前目录 >

示例：

1 2	$ PS1='`whoami`:`pwd` >' user:/home/user > # 提示符变成这样

3. `echo $HOME`

作用：显示当前用户的 家目录（Home Directory）
解释：
- $HOME 是环境变量，存储用户的家目录路径（如 /home/user）
示例：
1
2
$ echo $HOME /home/user

4. `echo $PATH`

作用：显示 可执行程序的搜索路径
解释：
- $PATH 是环境变量，包含多个目录路径，用 : 分隔
- 当输入命令时，shell 会按 PATH 中的顺序查找可执行文件

示例：

1 2	`$ echo $PATH /usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin`

5. `PATH=$PATH:$HOME/bin`

作用：将 $HOME/bin 添加到 PATH 环境变量
解释：
- $PATH:$HOME/bin：在原 PATH 后追加 :$HOME/bin
- 这样 shell 也会在 ~/bin 目录下查找可执行文件

示例：

1
2
3

$ PATH=$PATH:$HOME/bin
$ echo $PATH
/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin:/home/user/bin

6. `d=/home/lls/c`

作用：定义一个 **shell 变量 d**，存储路径 /home/lls/c
解释：
- d 是自定义变量（不是环境变量，仅在当前 shell 有效）
- 可以用于后续命令（如 cd $d）
示例：
1
2
3
$ d=/home/lls/c $ echo $d /home/lls/c

7. `cd $d`

作用：切换到变量 d 指定的目录
解释：
- $d 会展开为 /home/lls/c
- 相当于执行 cd /home/lls/c
示例：
1
2
3
$ cd $d $ pwd /home/lls/c

总结

命令	作用	示例
`PS1=...`	设置终端提示符	`PS1='\u:\w $'`
`echo $HOME`	显示家目录	`/home/user`
`echo $PATH`	显示可执行文件搜索路径	`/usr/bin:/bin`
`PATH=$PATH:...`	追加路径到 `PATH`	`PATH=$PATH:~/bin`
`var=value`	定义 shell 变量	`d=/home/lls/c`
`cd $var`	切换到变量指定的目录	`cd $d`

这些命令常用于 自定义 shell 环境 或 管理文件路径。

文件系统

文件权限

命令 `ls -l a.out`

作用：以长格式（-l 选项）列出文件 a.out 的详细信息

输出示例：

1	`-rwxr-xr-x 1 user1 users 9319 2010-02-09 23:56 a.out`

输出字段解析

字段	示例值	含义
文件类型和权限	`-rwxr-xr-x`	文件类型 + 所有者/组/其他用户的权限
硬链接数	`1`	指向该文件的硬链接数量
所有者	`user1`	文件所有者用户名
所属组	`users`	文件所属用户组
文件大小	`9319`	文件大小（字节）
最后修改时间	`2010-02-09 23:56`	文件最后修改的日期和时间
文件名	`a.out`	文件名

详细拆解

1. 文件类型和权限 (`-rwxr-xr-x`)

**第一个字符 -**：文件类型
- -：普通文件
- d：目录
- l：符号链接
- 其他如 c（字符设备）、b（块设备）等
后续 9 个字符：==权限分 3 组（所有者/组/其他用户==）
- rwxr-xr-x 分解：
  - 所有者权限 (rwx)：可读（r）、可写（w）、可执行（x）
  - 组权限 (r-x)：可读（r）、不可写（-）、可执行（x）
  - 其他用户权限 (r-x)：同组权限

2. 硬链接数 (`1`)

表示该文件有 1 个硬链接（即文件名 a.out 是唯一指向该文件 inode 的硬链接）。

3. 所有者和组 (`user1 users`)

所有者：用户 user1 对该文件有完全控制权（rwx）。
所属组：组 users 的成员对该文件有读和执行权限（r-x）。

4. 文件大小 (`9319`)

文件占 9319 字节（约 9.1 KB）。

5. 修改时间 (`2010-02-09 23:56`)

文件最后修改时间为 2010 年 2 月 9 日 23:56。

6. 文件名 (`a.out`)

这是一个典型的 可执行文件（由 gcc 编译默认生成）。

权限的字母与数字表示

权限	字母表示	数字表示（八进制）
可读	`r`	`4`
可写	`w`	`2`
可执行	`x`	`1`
无权限	`-`	`0`

示例 rwxr-xr-x 的数字表示：
- 所有者：rwx = 4+2+1 = 7
- 组：r-x = 4+0+1 = 5
- 其他用户：r-x = 5
- 合并为 **755**（常用权限）

扩展命令

如果想修改权限或所有者：

chmod 755 a.out # 修改权限为 755

chmod –w a.out # 移除文件 a.out 的所有写权限（w），即禁止任何用户修改该文件

chmod +x ldir # 为文件或目录 ldir 添加 所有用户的执行权限（x）

sudo chown newuser a.out # 修改所有者为 newuser

sudo chgrp newgroup a.out # 修改所属组为 newgroup

设备文件

Everything is a File

UNIX/Linux 系统的一个核心设计思想是 “一切皆文件”（Everything is a File），包括硬件设备（如键盘、鼠标、磁盘、终端等）也被抽象为文件，存放在 /dev 目录下。这使得用户和程序可以通过标准的文件操作（如 read、write、open、close）来与设备交互，而无需关心底层硬件细节。

1. 设备文件的分类

在 UNIX/Linux 中，设备文件主要分为两类：

(1) 字符设备（Character Devices）

特点：以字符流方式逐字节传输数据，适用于非块存储设备（如键盘、鼠标、串口、终端等）。

示例：

1 2	`$ ls -l /dev/ttyS0 # 串口设备 crw-rw---- 1 root dialout 4, 64 Oct 10 10:00 /dev/ttyS0`

c 表示字符设备，4 是主设备号，64 是次设备号。

(2) 块设备（Block Devices）

特点：以固定大小的数据块（如 512B、4KB）传输，适用于存储设备（如硬盘、SSD、U盘等）。

示例：

1 2	`$ ls -l /dev/sda # 硬盘设备 brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Oct 10 10:00 /dev/sda`

b 表示块设备，8 是主设备号，0 是次设备号。

2. 设备号（Major & Minor Numbers）

每个设备文件都有两个关键数字：

主设备号（Major Number）：标识设备类型（如 4 表示终端设备，8 表示 SCSI 磁盘）。
次设备号（Minor Number）：标识具体设备实例（如 /dev/sda1 和 /dev/sda2 是同一硬盘的不同分区）。

查看设备号：

1 2	`$ ls -l /dev/sda brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Oct 10 10:00 /dev/sda # 主设备号=8，次设备号=0`

3. 设备文件的创建与管理

(1) 手动创建设备文件（`mknod`）

1 2	`$ sudo mknod /dev/mydevice c 123 0 # 创建字符设备，主设备号=123，次设备号=0 $ sudo chmod 666 /dev/mydevice # 设置权限，允许读写`

(2) 动态设备管理（`udev`）

现代 Linux 使用 udev 动态管理 /dev 目录，设备插拔时自动创建/删除设备文件：

1	`$ udevadm monitor # 监控设备事件`

4. 设备文件的使用示例

**(1) 终端设备（`/dev/pts/*`）**

/dev/pts/0 是当前终端（伪终端），可以直接写入数据：

1	`$ echo "Hello, terminal!" > /dev/pts/0 # 在当前终端显示消息`

/dev/tty 是当前进程的控制终端：

1	`$ echo "Hello, tty!" > /dev/tty # 直接输出到当前终端`

(2) 空设备（`/dev/null`）

丢弃所有写入的数据：

1	`$ cat /etc/passwd > /dev/null # 数据被丢弃，不显示`

(3) 随机数设备（`/dev/random` & `/dev/urandom`）

**/dev/random**：阻塞式随机数生成（熵耗尽时等待）。
**/dev/urandom**：非阻塞式随机数生成（速度更快）。

1	`$ head -c 16 /dev/urandom \| base64 # 生成 16 字节随机 Base64 字符串`

**(4) 磁盘设备（`/dev/sd*`）**

直接读写磁盘（需 root 权限）：

1	`$ sudo dd if=/dev/sda of=disk_backup.img bs=4M # 备份整个磁盘`

5. 设备文件与普通文件的区别

特性	普通文件	设备文件
存储方式	存储在磁盘上	无实际存储，直接映射到设备驱动
读写操作	由文件系统管理	由内核设备驱动处理
文件类型	`-`（普通文件）	`c`（字符设备）或 `b`（块设备）
示例	`/etc/passwd`	`/dev/sda`, `/dev/tty1`

6. 高级应用

(1) 重定向到设备

1	`$ cat myfile.txt > /dev/pts/1 # 将文件内容发送到另一个终端`

(2) 设备文件与管道结合

1 2	`$ tar -czf - /home \| ssh user@host "cat > /dev/sdc1/home_backup.tar.gz" # 压缩 /home 并直接写入远程硬盘`

(3) 调试设备

1 2	`$ sudo strace -e open,read,write cat /dev/input/mouse0 # 监控鼠标设备的读写操作`

7. 安全注意事项

**/dev/kmem、/dev/mem**：直接访问内核内存，危险！
**/dev/sd***：误操作可能导致数据丢失（如 dd if=/dev/zero of=/dev/sda 会清空硬盘）。
权限管理：默认设备文件权限较严格（如 /dev/sda 仅 root 可写），避免随意修改。

总结

UNIX 的设备文件机制使得硬件管理变得极其灵活，用户可以通过文件操作直接控制设备。理解 /dev 目录的结构和设备号（Major/Minor）有助于进行系统调试、驱动开发和自动化管理。

Linux

#Linux #UNIX #复习

UNIX系统复习-1

http://pzhwuhu.github.io/2025/05/27/UNIX系统复习-1/

本文作者

pzhwuhu

发布于

2025年5月27日

更新于

2025年5月30日

许可协议

UNIX系统复习-2 上一篇

BUAA-OO-Unit3 下一篇

UNIX系统复习-1

ed 编辑器

基本操作

启动和退出 ed

常用命令

实用示例

示例1：创建和编辑文件

示例2：编辑现有文件

示例3：搜索和替换

示例4：使用行号编辑

高级功能

正则表达式搜索

全局命令

标记位置

合并文件

实际应用场景

场景1：批量替换文本

场景2：提取特定行

场景3：快速编辑脚本

注意事项

文件操作

文件操作命令

1. mv - 移动或重命名文件

2. cp - 复制文件

3. rm - 删除文件

文本处理命令

4. wc - 统计文本信息

5. grep - 文本搜索

6. sort - 排序文本

7. cmp - 比较文件差异(二进制)

8. diff - 比较文件差异(文本)

组合使用示例

环境变量设置

1. PS1=C:\\>

2. PS1='whoami:pwd>'

3. echo $HOME

4. echo $PATH

5. PATH=$PATH:$HOME/bin

6. d=/home/lls/c

7. cd $d

总结

文件系统

文件权限

命令 ls -l a.out

输出字段解析

详细拆解

1. 文件类型和权限 (-rwxr-xr-x)

2. 硬链接数 (1)

3. 所有者和组 (user1 users)

4. 文件大小 (9319)

5. 修改时间 (2010-02-09 23:56)

6. 文件名 (a.out)

权限的字母与数字表示

扩展命令

设备文件

1. 设备文件的分类

(1) 字符设备（Character Devices）

(2) 块设备（Block Devices）

2. 设备号（Major & Minor Numbers）

3. 设备文件的创建与管理

(1) 手动创建设备文件（mknod）

(2) 动态设备管理（udev）

4. 设备文件的使用示例

(1) 终端设备（/dev/pts/*）

(2) 空设备（/dev/null）

(3) 随机数设备（/dev/random & /dev/urandom）

(4) 磁盘设备（/dev/sd*）

5. 设备文件与普通文件的区别

6. 高级应用

(1) 重定向到设备

(2) 设备文件与管道结合

(3) 调试设备

7. 安全注意事项

总结

1. `mv` - 移动或重命名文件

2. `cp` - 复制文件

3. `rm` - 删除文件

4. `wc` - 统计文本信息

5. `grep` - 文本搜索

6. `sort` - 排序文本

7. `cmp` - 比较文件差异(二进制)

8. `diff` - 比较文件差异(文本)

1. `PS1=C:\\>`

2. `PS1='`whoami`:`pwd`>'`

3. `echo $HOME`

4. `echo $PATH`

5. `PATH=$PATH:$HOME/bin`

6. `d=/home/lls/c`

7. `cd $d`

命令 `ls -l a.out`

1. 文件类型和权限 (`-rwxr-xr-x`)

2. 硬链接数 (`1`)

3. 所有者和组 (`user1 users`)

4. 文件大小 (`9319`)

5. 修改时间 (`2010-02-09 23:56`)

6. 文件名 (`a.out`)

(1) 手动创建设备文件（`mknod`）

(2) 动态设备管理（`udev`）

**(1) 终端设备（`/dev/pts/*`）**

(2) 空设备（`/dev/null`）

(3) 随机数设备（`/dev/random` & `/dev/urandom`）

**(4) 磁盘设备（`/dev/sd*`）**