1. 操作系统概述

操作系统是一款软件，其核心作用是屏蔽底层不同的硬件平台，为上层应用提供统一的接口，从而实现通用的软件代码。

PC三大操作系统：

• Unix：世界上第一款操作系统
• Linux：GNU（GNU's Not Unix）项目的重要组成部分，使用C语言编写，广泛应用于服务器和嵌入式领域
• Windows：使用C/C++开发

2. Linux操作系统

2.1 Linux内核五大功能

• 内存管理
• 多任务调度
• 文件系统管理（Linux系统中一切皆是文件）
• 多任务间的通信
• 网络通信

2.2 Linux内核特点

1. Linux内核是由系统调用组成的一些纯C代码
2. 不允许与用户直接交互
3. 内核功能复杂，不容易被调用，所以通过shell编写一系列命令来完成内核功能（命令解释器）

2.3 Shell作用

1. 保护内核
2. 命令解释器

2.4 库函数

1. 库函数是对系统调用的封装，能够处理一些复杂的应用场景
2. 系统调用是Linux内核中的函数接口，只有在Linux系统中才能使用，功能强大，但十分简练
3. 库函数可以移植，所以具有通用性

3. Shell基础命令

3.1 基础命令

1. ls - 列出目录内容

   文件类型：

   • b：block 块设备文件
   • c：character 字符设备文件
   • d：directory 目录文件
   • -：普通文件
   • l：link 链接文件
   • s：socket 套接字文件
   • p：pipe 管道文件
2. touch - 创建文件
3. rm - 删除文件
4. mkdir - 创建文件夹

   mkdir dirname
   ls -l
   ls -a

5. rmdir - 删除空文件夹
6. rm -rf - 删除非空文件夹
7. cp - 拷贝文件（如果拷贝目录文件需要加 -rf选项）
8. mv - 移动文件

3.2 文件查看命令

1. cat - 查看文件内容
2. more/less - 分页查看文件
3. head/tail - 查看文件开头/结尾

   head/tail -n 行数 文件名

3.3 文件查找

1. find - 在当前目录下找与文件名对应的文件路径

   find . -name "文件名"

2. grep - 打印出文件名中所有与字符串匹配的行

   grep "字符串" 文件名

3.4 通配符

• *：匹配任意长度，任意字符的文件名
• ?：匹配一位长度，任意字符的文件名
• []：匹配一位长度，指定字符的文件名

file_*.txt
file_??.txt
file_[1,3,5].txt
file_[1-5].txt
file_[^6].txt

3.5 组合命令

1. 管道 - 将前面命令的输出作为后续命令的输入

   ps -ef | grep "bash"

2. 重定向 - 将前面命令的输出重定向到文件中
   • >：覆盖重定向
   • >>：追加重定向

   ps -ef > file.txt

练习：

在/usr/include/stdio.h文件中的后200行，找到和extern相关的内容，并把这些内容所在的行记录到file.txt文件中，使用一条shell命令实现：

tail -n 200 /usr/include/stdio.h | grep "extern" > file.txt

3.6 其余常用命令

1. echo - 将内容显示在终端
2. history - 查看终端输入过的历史命令
3. du - 查看文件大小

   du -m 文件名/目录名
   du -k 文件名/目录名

4. od - 按照指定的方式查看文件中的内容

   od -c file.txt

5. date - 查看时间和日期
6. uname - 查看内核版本、平台架构

   uname -a

7. ifconfig - 查看网卡信息
8. ping - 测试主机与指定IP地址是否能够网络连通

3.7 软件包管理工具

dpkg工具集：

1. 安装软件：sudo dpkg -i 软件包名.deb
2. 卸载软件：sudo dpkg -P 软件名
3. 查看安装是否成功：dpkg -l 软件名

apt-get工具集：

1. 一定有网
2. 设置apt-get工具集的源
3. 下载并安装软件：sudo apt-get install 软件名
4. 卸载软件：sudo apt-get remove 软件名 --purge

4. Shell编程

4.1 编程语言类型对比

特性	编译型语言	解释型语言
数据类型	有丰富的数据类型	所有内容都是字符串
执行方式	先编译再执行	边翻译边执行
执行速度	执行速度快	执行速度慢
开发效率	开发效率低	开发效率高
适用场景	数据的运算和处理	系统的开发和维护

4.2 Shell脚本编写步骤

1. 打开文件并编写代码：vim filename.sh
2. 加上执行权限：chmod +x filename.sh
3. 运行脚本：./filename.sh

Shell脚本本质就是一系列shell命令的集合

4.3 Shell中的变量

1. 环境变量：PWD、HOME、PATH
2. 位置变量：
   • $0：文件名
   • $1：给脚本传参的第一个参数
   • $2：第二个参数
   • $3：第三个参数
   • $4：第四个参数
   • $#：传入参数个数
   • $$：脚本运行时的进程ID号
   • $?：上一条shell语句执行的结果
3. 自定义变量：变量名=值

4.4 Shell中的引号

1. 双引号：打印时会替换成变量的值
2. 单引号：打印单引号中的内容不变
3. 倒引号：将引号内部的内容作为一个命令使用

4.5 Shell脚本中的输入和输出

1. echo - 输出
2. read - 输入

4.6 分支语句

if分支语句

if 判断条件
then
    # 条件成立时执行的语句
else
    # 条件不成立时执行的语句
fi

case分支语句

case 变量名 in
    值1)
        语句
        ;;
    值2)
        语句
        ;;
    值3)
        语句
        ;;
    *)
        语句
        ;;
esac

4.7 循环语句

while循环

while循环在条件为真时重复执行语句块：

while 条件
do
    语句
done

示例：

#!/bin/bash
count=1
while [ $count -le 5 ]
do
    echo "循环次数: $count"
    count=$((count + 1))
done

for循环

for循环用于遍历列表中的每个元素：

for 变量 in 列表
do
    语句
done

三种常见用法：

# 方式1：直接列出值
for i in 1 2 3 4 5
do
    echo "数字: $i"
done
方式2：使用大括号扩展
for i in {1..100}
do
echo "数字: $i"
done
方式3：使用seq命令生成序列
for i in seq 100
do
echo "数字: $i"
done

4.8 数组

Shell支持一维数组，数组元素用空格分隔：

# 定义数组
array=(元素1 元素2 元素3)
访问数组元素
echo ${array[0]}  # 输出第一个元素
echo ${array[1]}  # 输出第二个元素
获取数组长度
echo ${#array[@]}
遍历数组
for item in ${array[@]}
do
echo $item
done
修改数组元素
array[0]="新元素"
添加数组元素
array[${#array[@]}]="新元素"

4.9 函数

Shell函数用于封装可重用的代码块：

# 函数定义
函数名() {
    语句
    [return 返回值]
}
或者
function 函数名 {
语句
[return 返回值]
}
函数调用
函数名 参数1 参数2 ...
获取函数返回值
函数名
echo $?  # 获取函数返回值

示例：

#!/bin/bash
定义函数
say_hello() {
echo "Hello, $1!"
return 0
}
调用函数
say_hello "World"
带返回值的函数
add() {
local sum=$(( $1 + $2 ))
return $sum
}
add 10 20
echo "10 + 20 = $?"

函数参数说明：

• $1：第一个参数
• $2：第二个参数
• $#：参数个数
• $@：所有参数列表
• $*：所有参数作为一个字符串

5. 作业练习

1. 从终端接收一个文件名或路径，打印该文件的类型
2. 从终端接收一个文件名，如果该文件名为qianrushi则处理该文件，如果文件名不为qianrushi则无需做任何处理，处理方式为：如果该文件已经存在，则创建一个tmp文件夹，并在文件夹下新建quanrushi.txt文件，如果文件不存在则直接创建
3. 从终端输入一个成绩，使用case打印出成绩的级别：
   • 90 - 100：打印"优秀"
   • 80 - 89：打印"良好"
   • 70 - 79：打印"中等"
   • 60 - 69：打印"及格"
   • 60以下：打印"不及格"