UNIX系统复习-3

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😊

模式匹配与处理语言awk

1. AWK 基本概念

AWK 是一种模式匹配与处理语言，主要用于文本处理和数据提取。

基本使用形式：

1 2	`awk 'program' filename # 处理文件 command \| awk 'program' # 处理管道输入`

program 结构：
1
2
3
pattern1 { action1 } pattern2 { action2 } ...
- pattern：匹配条件（正则表达式、逻辑表达式）
- action：匹配后执行的操作（如 print、printf）

2. 默认行为

默认模式：

1 2	awk '/pattern/' file # 类似 `grep`，输出匹配的行 awk '{print}' file # 类似 `cat`，输出所有行

示例：

1 2	awk '//' file # 输出所有行 awk '/main/{print "-----"}' file # 匹配 `main` 并打印分隔线

3. 记录与字段

记录（Record）：默认以行为单位，NR 表示当前行号。
字段（Field）：默认以空格/Tab分隔，$1、$2… 表示第 1、2 个字段，$0 表示整行，NF 表示字段数。

示例：

1 2	`awk '{print NR, $0}' file # 显示行号 + 整行 ls -l \| awk '/^d/{print $8}' # 仅输出目录名`

4. 输出控制

**print**：默认换行
1
awk '{print NR ": " $1, $8}' file

**printf**：格式化输出

1	`awk '{printf("%d: %s\n", NR, $0)}' file`

5. 模式匹配（Pattern）

字段匹配：

1
2
3

awk '$5 ~ /.....*/'        # 第 5 字段长度 ≥ 5
awk '$5 !~ /.....*/'       # 第 5 字段长度 < 5
awk '$5 == "4096"'         # 第 5 字段等于 "4096"

逻辑运算：

1 2	`awk 'length($5) > 3' # 第 5 字段长度 > 3 awk '!(length($5) > 3)' # 第 5 字段长度 ≤ 3`

特殊模式：

1 2	`awk 'BEGIN {初始化动作}' # 程序开始前执行 awk 'END {结束动作}' # 程序结束后执行`

6. 变量与运算

变量定义：
1
awk '{nw += NF; nc += length($0)+1} END {print NR, nw, nc}' file
- 类似 wc 命令，计算行数、单词数、字符数。

算术运算：

1	`awk '{sum += $1} END {print sum}' # 计算第 1 列总和`

7. 流程控制

**if-else**：

awk '{
  if ($1 == lastword) 
    printf("重复单词 %s, 行号 %d:\n%s\n", $1, NR, $0);
  lastword = $NF;
}' file

while 循环：

awk '{
  i = 1;
  while (i <= NF) {
    print $i;
    i++;
  }
}' file

控制语句：
- break：退出循环
- continue：跳过当前循环
- next：处理下一条记录
- exit：结束程序

8. 内部变量

变量	描述
`FILENAME`	当前输入文件名
`RS`	输入记录分隔符（默认 `\n`）
`FS`	输入字段分隔符（默认 `空格/Tab`）
`NF`	当前记录的字段数
`NR`	当前记录数（行号）
`OFS`	输出字段分隔符（默认 `空格`）
`ORS`	输出记录分隔符（默认 `\n`）

9. 常用函数

函数	描述
`length(s)`	返回字符串长度
`substr(s, m, n)`	提取子串（从 `m` 开始，取 `n` 个字符）
`index(s1, s2)`	返回 `s2` 在 `s1` 中的位置
`split(s, a, sep)`	按 `sep` 分割 `s` 存入数组 `a`
`tolower(s)` / `toupper(s)`	转换大小写
`sin(x)` / `cos(x)` / `log(x)`	数学函数

10. 数组

定义与遍历：

awk '{
  line[NR] = $0  # 存储每行到数组
}
END {
  for (i=1; i<=NR; i++) 
    print line[i]  # 按顺序输出
}' file

关联数组：

1	`awk '{count[$1]++} END {for (word in count) print word, count[word]}' file`

统计第 1 列单词出现次数（类似 uniq -c）。

11. 输入输出约定

输入来源：
- 指定文件名：awk 'program' file
- 未指定：从 stdin 读取（支持管道）

示例：

1 2	`cat file \| awk '{print $1}' # 从管道读取 awk '{print $1}' file # 从文件读取`

12. 典型应用场景

数据提取：

1	`awk '{print $1, $3}' data.txt # 提取第 1、3 列`

统计计算：

1	`awk '{sum += $1} END {print sum}' numbers.txt`

文本过滤：

1	`awk '/error/{print}' logfile # 过滤含 "error" 的行`

格式化输出：

1	`awk '{printf "%-10s %5d\n", $1, $2}' data.txt`

总结

AWK 优势：
- 强大的文本处理能力
- 支持正则匹配、字段操作
- 内置变量和函数简化编程
适用场景：
- 日志分析
- 数据清洗
- 报表生成
学习建议：
- 掌握模式匹配（/pattern/）
- 熟练使用字段操作（$1, $NF）
- 理解流程控制（if, while, for）

通过掌握这些核心知识，可以高效使用 AWK 处理各种文本数据任务。 🚀

图形界面-X

X Window

1. 历史发展

起源（1984年）：
- 由MIT基于斯坦福大学的W视窗系统开发，首个版本命名为X1（X是W的下一个字母），正式名称为X Window。
- 1985年陆续发布X6、X9、X10版本，并开始对外授权。
X11时代：
- 1987年发布X11（最终稳定版本），MIT退出开发。
- 1994年发布X11R6（第六次修订版），成为主流标准。

2. 体系结构

客户-服务器模型：
- X Client：应用程序（如浏览器、编辑器），负责生成显示请求。
- X Server：接收请求并驱动硬件显示，同时处理输入设备（键盘、鼠标）事件。
- X协议：Client与Server之间的通信协议，独立于硬件和操作系统。

3. 核心组件

X Server：
- 功能：处理图形输出（如窗口渲染）和输入事件（如鼠标点击）。
- 特点：屏蔽硬件差异，支持跨平台（如远程桌面场景）。
窗口管理器（Window Manager）：
- 特殊X Client，管理窗口布局、大小、叠放顺序等（如GNOME的Mutter）。
桌面系统（Desktop Environment）：
- 依赖窗口管理器，提供完整用户界面（如KDE、XFCE）。

4. X协议的优势

可移植性：协议抽象化，Client无需关心底层硬件。
网络透明性：
- Client和Server可运行在不同机器（如本地显示远程程序）。
- 注意：本地运行X Server，远程运行X Client（与常规网络模型相反）。

5. 开发接口

X Library（底层）：
- 直接操作X协议，例如Xlib、Motif、Qt（早期版本）。
X Toolkit（高层）：
- 提供封装组件，如Xt、GTK（基于Xlib）、OpenLook。

6. 应用场景

远程图形化访问：通过X11转发（如SSH -X）运行远程图形程序。
现代衍生：Wayland（X11的替代者）仍兼容X协议。

系统管理

Ubuntu的管理

1. 激活超级用户（root）（非必须，默认禁用）

方法 1：修改配置文件
1
sudo vi /etc/gdm/gdm.conf # 将 "AllowRoot=false" 改为 "AllowRoot=true"
或通过 GUI：
系统 → 系统管理 → 登录窗口 → 安全 → 勾选 允许本地系统管理员登录。
方法 2：设置 root 密码
1
sudo passwd root # 设置 root 密码
生效方式：重启系统。

2. 更改软件源（优化下载速度）

配置文件路径：

1	`/etc/apt/sources.list # 存储软件源地址`

修改方式：

1	`sudo vi /etc/apt/sources.list # 替换为更快的镜像源（如教育网源）`

更新软件列表：

1	`sudo apt-get update # 使新软件源生效`

查找合适源：
可搜索 Ubuntu 教育网软件源 获取优化地址

网络管理

1. 网络基础配置

（1）IP地址、子网掩码、默认网关

配置文件：/etc/network/interfaces

静态IP配置示例：

auto eth0
iface eth0 inet static
    address 192.168.1.100       # 设置IP地址
    netmask 255.255.255.0       # 子网掩码
    gateway 192.168.1.1         # 默认网关

动态IP（DHCP）配置：
1
iface eth0 inet dhcp

生效方式：

1
2
3

sudo /etc/init.d/networking restart  # 重启网络服务
ifconfig                              # 查看IP配置
route -n                              # 查看路由表

（2）DNS服务器配置

配置文件：/etc/resolv.conf

修改方式：

1 2	`nameserver 8.8.8.8 # Google DNS nameserver 8.8.4.4 # 备用DNS`

注意：
- 该文件可能被 NetworkManager 管理，手动修改可能被覆盖。
- 长期生效可修改 /etc/resolvconf/resolv.conf.d/base。

2. 网络应用实例

（1）搭建 Web 服务器（Apache）

安装 Apache：
1
sudo apt-get install apache2
访问方式：
- 浏览器输入 http://<Ubuntu_IP>（如 http://192.168.1.100）。

（2）文件共享（Samba 网络邻居）

安装 Samba：
1
sudo apt-get install samba
共享文件夹：
1. 创建共享目录并设置权限：
  1
  2
  mkdir /shared chmod 777 /shared
2. 右键文件夹 → 共享选项，勾选 共享此目录。
3. 配置 Samba 访问权限（可选编辑 /etc/samba/smb.conf）。

3. 关键命令总结

用途	命令
重启网络服务	`sudo /etc/init.d/networking restart`
查看IP配置	`ifconfig` 或 `ip a`
查看路由表	`route -n`
测试网络连通性	`ping <IP>`
安装Apache	`sudo apt-get install apache2`
安装Samba	`sudo apt-get install samba`

注：

修改网络配置前建议备份原文件（如 sudo cp /etc/network/interfaces ~/interfaces.bak）。
使用 systemd 的较新系统可能需改用 sudo systemctl restart networking。

4.术语解释

1. 核心概念解释

术语	定义	示例
IP地址	设备的网络唯一标识符，用于在互联网或局域网中通信。分为 IPv4（如 `192.168.1.100`）和 IPv6。	`192.168.1.100`
子网掩码	定义IP地址中哪部分属于网络号，哪部分属于主机号，用于划分同一子网内的设备。	`255.255.255.0`（表示前24位是网络号）
默认网关	本地网络与外部网络（如互联网）通信的“出口”，通常是路由器的IP地址。	`192.168.1.1`
动态IP	由DHCP服务器自动分配的IP地址，设备重启后可能变化。适合家庭网络或临时设备。	通过 `iface eth0 inet dhcp` 配置
DNS服务器	将域名（如 `google.com`）转换为IP地址的服务，使人类可读的网址能被计算机理解。	`8.8.8.8`（Google DNS）

2. 详细说明

（1）IP地址

作用：唯一标识网络中的设备（如电脑、手机、服务器）。
分类：
- IPv4：32位地址，格式如 192.168.1.100（已濒临枯竭）。
- IPv6：128位地址，格式如 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334（解决IPv4不足问题）。
类型：
- 公有IP：全球唯一，由ISP分配（如 203.0.113.1）。
- 私有IP：局域网内使用（如 192.168.x.x、10.x.x.x）。

（2）子网掩码

作用：划分IP地址的网络部分和主机部分。
- 示例：IP 192.168.1.100，子网掩码 255.255.255.0 → 网络号 192.168.1.0，主机号 100。
常见子网掩码：
- 255.255.255.0（/24）：支持254台主机（如家庭网络）。
- 255.255.0.0（/16）：支持6.5万台主机（如企业网络）。

（3）默认网关

作用：当设备需要访问其他网络（如互联网）时，数据包会发送到网关（通常是路由器）。
- 示例：家庭路由器的IP通常是 192.168.1.1。

（4）动态IP（DHCP）

工作原理：设备启动时向DHCP服务器（如路由器）请求IP地址，自动分配并设置子网掩码、网关等。
优点：无需手动配置，适合移动设备或临时网络。

（5）DNS服务器

作用：将域名（如 baidu.com）解析为IP地址（如 39.156.66.10）。
常见DNS：
- 8.8.8.8（Google Public DNS）
- 114.114.114.114（中国电信DNS）

3. 配置对比表（静态IP vs 动态IP）

配置项	静态IP	动态IP（DHCP）
IP地址	手动指定（如 `192.168.1.100`）	由DHCP服务器自动分配
适用场景	服务器、打印机等需固定IP的设备	手机、笔记本电脑等临时设备
配置复杂度	需手动设置IP、子网掩码、网关	自动获取，无需配置
稳定性	IP固定，不易冲突	IP可能变化，依赖DHCP服务器

4. 示例命令（Ubuntu）

查看当前IP和网关：

1
2
3

ifconfig      # 查看IP和子网掩码
route -n      # 查看默认网关
cat /etc/resolv.conf  # 查看DNS服务器

测试DNS解析：

1	`ping google.com # 测试DNS是否正常工作`

总结：

IP地址是设备的“门牌号”，子网掩码决定“小区范围”，网关是“小区出口”，DNS是“电话簿”。
静态IP适合固定设备，动态IP适合移动设备。

用户管理

磁盘管理

1. 磁盘概述

磁盘类型：
- 软盘：/dev/fd[01]（已淘汰）
- 光盘：/dev/cdrom（通常符号链接到 /dev/sr0）
- 硬盘：
  - IDE硬盘：/dev/hd[a-d]（旧式接口，已少见）
  - SCSI/SATA硬盘：/dev/sd[a-z]（现代主流设备）
分区命名规则：
- 主分区：/dev/sda1、/dev/sda2（最多4个）
- 扩展分区 + 逻辑分区：/dev/sda5、/dev/sda6（从5开始编号）

2. 硬盘分区（`fdisk`）

分区规则：
- 一块硬盘最多分4个主分区，或 3主分区 + 1扩展分区（扩展分区可再分多个逻辑分区）。
操作步骤：
1
sudo fdisk /dev/sdb # 对第二块硬盘分区
- 交互命令：
  - n：新建分区
  - d：删除分区
  - p：打印分区表
  - w：保存并退出

3. 格式化分区（`mkfs`）

作用：创建文件系统（如ext4、NTFS）。

常用命令：

1 2	`sudo mkfs -t ext4 /dev/sdb1 # 格式化为ext4文件系统 sudo mkfs -t ntfs /dev/sdb2 # 格式化为NTFS（Windows兼容）`

常见文件系统类型：
- ext4（Linux默认）
- xfs（高性能）
- ntfs/fat32（Windows兼容）

4. 挂载与卸载（`mount`/`umount`）

挂载分区：

1	`sudo mount /dev/sdb1 /mnt/data # 将分区挂载到/mnt/data`

卸载分区：

1 2	`sudo umount /dev/sdb1 # 通过设备名卸载 sudo umount /mnt/data # 通过挂载点卸载`

5. 查看磁盘信息（`df`/`lsblk`）

查看挂载情况：

1 2	`df -h # 显示磁盘使用情况（人类可读） lsblk # 查看所有块设备及挂载点`

示例输出：

1	`/dev/sdb1 20G 5.0G 15G 25% /mnt/data`

6. 关键命令速查表

操作	命令	说明
分区管理	`sudo fdisk /dev/sdb`	交互式分区工具
格式化分区	`sudo mkfs -t ext4 /dev/sdb1`	创建ext4文件系统
挂载分区	`sudo mount /dev/sdb1 /mnt/data`	关联分区与目录
卸载分区	`sudo umount /mnt/data`	解除挂载
查看磁盘空间	`df -h`	显示已挂载分区的使用情况
查看块设备	`lsblk`	列出所有磁盘及分区信息

7. 注意事项

数据安全：操作分区前备份重要数据，fdisk 和 mkfs 会清除数据！
自动挂载：编辑 /etc/fstab 可实现开机自动挂载。
权限问题：挂载后需确保用户对目录有读写权限（如 chmod 777 /mnt/data）。

总结：

分区 → 格式化 → 挂载是磁盘使用的三大步骤。
fdisk 用于分区，mkfs 用于格式化，mount/umount 用于挂载和卸载。

进程管理

1. 进程概述

进程（Process）：
- 简单来说，就是一个正在运行的程序（但严格来说，进程是程序的执行实例，包含代码、数据和系统资源）。
- 包括：
  - 系统核心进程（如 systemd、kthreadd）
  - 系统服务进程（如 sshd、nginx）
  - 普通用户进程（如 bash、vim）
- 可强制结束（通过 kill 命令发送信号）。

2. 查看进程（`ps` 命令）

命令	作用
`ps`	查看当前终端启动的进程（仅当前会话）。
`ps -t 终端名`	显示某个终端（如 `pts/0`）启动的进程。
`ps -u 用户名`	显示某个用户（如 `root`）的所有进程。
`ps -e`	显示所有进程（包括系统进程）。
`ps -f`	显示进程的完整信息（如启动命令）。
`ps –ef \| grep 'xxx'`	过滤特定进程（如 `ps -ef \| grep nginx`）。

示例：

1	`ps -ef \| grep sshd # 查找所有SSH服务进程`

3. 结束进程（`kill` 命令）

语法：
1
kill [-signal] PID
- PID：进程ID（通过 ps 或 top 获取）。
- -signal：发送的信号类型（默认 -15，即 SIGTERM）。
常用信号：
信号数值作用
SIGINT 2 中断进程（类似 Ctrl+C）。
SIGTERM 15 优雅终止（默认信号）。
SIGKILL 9 强制杀死（无法被忽略）。
查看所有信号：
1
kill -l

示例：

1	`kill -9 1234 # 强制结束PID为1234的进程`

4. 关键点总结

进程是程序的运行实例，包含系统资源。
ps 用于查看进程，常用组合 ps -ef + grep。
kill 用于终止进程：
- 优先用 -15（SIGTERM）尝试正常退出。
- 若无效，再用 -9（SIGKILL）强制结束。
**慎用 kill -9**：可能导致资源未释放（如临时文件未删除）。

5. 扩展命令

**top/htop**：动态查看进程及资源占用。
**pkill**：按进程名结束（如 pkill -9 nginx）。
**killall**：结束所有同名进程（如 killall -u git）。

附：进程管理流程图

1	`查看进程 → ps -ef \| grep [进程名] → 获取PID → kill -15 [PID] → 检查是否结束 → 若未结束 → kill -9 [PID]`

Linux

#Linux #UNIX #复习

UNIX系统复习-3

http://pzhwuhu.github.io/2025/05/31/UNIX_Review_3/

本文作者

pzhwuhu

发布于

2025年5月31日

更新于

2025年5月31日

许可协议

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信号	数值	作用
`SIGINT`	`2`	中断进程（类似 `Ctrl+C`）。
`SIGTERM`	`15`	优雅终止（默认信号）。
`SIGKILL`	`9`	强制杀死（无法被忽略）。

UNIX系统复习-3

模式匹配与处理语言awk

1. AWK 基本概念

2. 默认行为

3. 记录与字段

4. 输出控制

5. 模式匹配（Pattern）

6. 变量与运算

7. 流程控制

8. 内部变量

9. 常用函数

10. 数组

11. 输入输出约定

12. 典型应用场景

总结

图形界面-X

**X Window **

1. 历史发展

2. 体系结构

3. 核心组件

4. X协议的优势

5. 开发接口

6. 应用场景

系统管理

Ubuntu的管理

1. 激活超级用户（root）（非必须，默认禁用）

2. 更改软件源（优化下载速度）

网络管理

1. 网络基础配置

2. 网络应用实例

3. 关键命令总结

4.术语解释

1. 核心概念解释

2. 详细说明

（1）IP地址

（2）子网掩码

（3）默认网关

（4）动态IP（DHCP）

（5）DNS服务器

3. 配置对比表（静态IP vs 动态IP）

4. 示例命令（Ubuntu）

用户管理

磁盘管理

1. 磁盘概述

2. 硬盘分区（fdisk）

3. 格式化分区（mkfs）

4. 挂载与卸载（mount/umount）

5. 查看磁盘信息（df/lsblk）

6. 关键命令速查表

7. 注意事项

进程管理

1. 进程概述

2. 查看进程（ps 命令）

3. 结束进程（kill 命令）

4. 关键点总结

5. 扩展命令

X Window

2. 硬盘分区（`fdisk`）

3. 格式化分区（`mkfs`）

4. 挂载与卸载（`mount`/`umount`）

5. 查看磁盘信息（`df`/`lsblk`）

2. 查看进程（`ps` 命令）

3. 结束进程（`kill` 命令）