Linux 基础入门：命令行操作与基本文件系统管理

# 1. Linux入门介绍 ## 1.1 什么是Linux操作系统 Linux操作系统是一种类Unix的开源操作系统，由Linus Torvalds在1991年首次发布。它是一个多用户、多任务、支持多种处理器架构的操作系统。Linux操作系统以其稳定性、安全性和灵活性而闻名，被广泛应用于服务器、嵌入式设备、个人电脑等领域。 ## 1.2 Linux的优势和应用领域 Linux操作系统具有开放源代码、稳定可靠、安全性高、免费使用等优势。它被广泛应用于服务器系统、网络设备、移动设备、超级计算机等各种领域。 ## 1.3 Linux发行版的选择与安装 Linux有许多不同的发行版，例如Ubuntu、CentOS、Debian、Fedora等。每个发行版都有自己的特点和适用场景，使用者可以根据自己的需求选择合适的发行版进行安装。安装Linux通常需要创建启动盘、分区、选择文件系统格式、设置用户账号等步骤。以上是Linux入门介绍的内容。接下来，我们将深入学习命令行基础知识。 # 2. 命令行基础 ### 2.1 Shell和终端的概念在Linux系统中，Shell是用户与操作系统内核之间的接口，负责解释用户输入的命令并将其转换为操作系统能理解的指令。终端则是用户与Shell交互的界面，可以通过图形化界面的终端模拟器或者纯文本界面的终端访问Shell。 #### 代码示例： ```shell $ echo "Hello, World!" # 在终端中输入命令 Hello, World! # 终端输出 ``` **总结：** Shell是用户与操作系统内核的接口，负责解释用户的命令。 ### 2.2 命令行的基本语法和快捷键在命令行中，基本的语法包括命令、选项和参数，命令用于指定要执行的操作，选项用于修改命令的行为，参数用于传递操作对象或数据。此外，命令行还有一些常用的快捷键，如Tab键自动补全、Ctrl+C中断当前命令等。 #### 代码示例： ```shell $ ls -l # 使用ls命令查看目录下的文件列表并显示详细信息 $ cp file1.txt file2.txt # 使用cp命令复制文件 ``` **总结：** 命令行基本语法包括命令、选项和参数，同时具有一些常用的快捷键。 ### 2.3 文件和目录路径的操作在命令行中，可以使用相对路径或绝对路径对文件和目录进行操作，通过`.`表示当前目录，通过`..`表示上级目录。此外，还可以使用特殊符号`~`表示用户的主目录。 #### 代码示例： ```shell $ cd /home/user/Documents # 切换到绝对路径下的Documents目录 $ cp ../file1.txt ./file2.txt # 复制上级目录的file1.txt到当前目录并重命名为file2.txt ``` **总结：** 文件和目录的操作可以通过相对路径或绝对路径进行，同时也可以使用特殊符号方便地表示特定目录。 # 3. 常用命令行操作在本章中，我们将学习如何在Linux系统中进行常用的命令行操作，包括文件和目录的创建、复制、移动和删除，文件的查看和编辑，以及文件的压缩和解压缩操作。 #### 3.1 文件和目录的创建、复制、移动和删除 ##### 3.1.1 创建文件和目录在Linux系统中，可以使用`touch`命令来创建空文件，使用`mkdir`命令来创建新的目录。 ```bash # 创建一个空文件 touch example.txt # 创建一个新的目录 mkdir myfolder ``` 总结：通过`touch`和`mkdir`命令可以分别创建空文件和新的目录。 ##### 3.1.2 复制和移动文件和目录使用`cp`命令可以复制文件或目录，使用`mv`命令可以移动文件或目录。 ```bash # 复制文件 cp file1.txt file2.txt # 复制目录及其内容 cp -r folder1 folder2 # 移动文件 mv file1.txt new_location/ # 移动目录 mv folder1/ new_location/ ``` 总结：`cp`命令用于复制，`mv`命令用于移动文件和目录。 ##### 3.1.3 删除文件和目录使用`rm`命令可以删除文件，使用`rm -r`命令可以删除目录及其内容，删除操作需谨慎，因为删除后无法恢复。 ```bash # 删除文件 rm unwanted_file.txt # 删除空目录 rmdir empty_folder # 删除目录及其内容 rm -r unwanted_folder ``` 总结：`rm`命令用于删除文件，`rm -r`命令用于删除目录及其内容。 #### 3.2 文件查看和编辑在Linux系统中，可以使用`cat`命令查看文件内容，使用`vi`或`nano`编辑器来编辑文件内容。 ```bash # 查看文件内容 cat example.txt # 使用vi编辑器编辑文件 vi new_file.txt ``` 总结：`cat`命令用于查看文件内容，`vi`是一款强大的文件编辑器。 #### 3.3 压缩和解压缩文件在Linux系统中，常用的压缩和解压缩命令是`tar`和`gzip`，可以进行文件或目录的打包压缩和解压操作。 ```bash # 将文件/目录进行打包压缩 tar -czvf archive.tar.gz folder1/ # 解压缩文件 tar -xzvf archive.tar.gz ``` 总结：`tar`和`gzip`命令用于文件的打包压缩和解压缩操作。通过本章的学习，您将掌握常用的文件和目录操作命令，以及文件的查看、编辑，压缩和解压缩操作，为日常Linux系统操作打下基础。 # 4. 用户和权限管理 ### 4.1 用户账号与组概念介绍在Linux系统中，每个用户都有一个唯一的用户名和对应的用户ID（UID）。用户可以属于一个或多个组，在组内有特定的权限。 ### 4.2 用户和组的创建与删除在Linux系统中，可以使用`useradd`命令创建新的用户账号，使用`userdel`命令删除用户账号。 ```bash # 创建新用户 useradd -m -s /bin/bash username # 删除用户 userdel username ``` `-m`选项表示创建用户时同时创建用户的主目录，`-s`选项设置用户的登录Shell。同样地，可以使用`groupadd`命令创建新的组，使用`groupdel`命令删除组。 ```bash # 创建新组 groupadd groupname # 删除组 groupdel groupname ``` ### 4.3 文件和目录的权限设置和管理在Linux系统中，可以使用`chmod`命令设置文件和目录的权限。权限分为读、写和执行三个部分，可以分别使用数字或符号表示。 ```bash # 设置文件所有者拥有读写权限，组用户拥有读权限，其他用户拥有执行权限 chmod 754 filename # 设置目录所有者拥有读写权限和执行权限，组用户拥有读和执行权限，其他用户拥有执行权限 chmod 751 dirname ``` 可以使用`chown`和`chgrp`命令修改文件和目录的所有者和组。 ```bash # 修改文件所有者 chown newowner filename # 修改文件所属组 chgrp newgroup filename ``` 以上是用户和权限管理的基本操作，通过这些命令可以灵活管理Linux系统中的用户和文件权限。总结： - 用户账号和组是Linux系统中用户管理的基本概念。 - 使用`useradd`和`userdel`命令可以创建和删除用户账号。 - 使用`groupadd`和`groupdel`命令可以创建和删除组。 - 使用`chmod`命令可以设置文件和目录的权限。 - 使用`chown`和`chgrp`命令可以修改文件和目录的所有者和组。 # 5. 文件系统管理文件系统是操作系统中用于管理文件和目录的一种机制。在Linux中，文件系统的管理是非常重要的，它涉及磁盘分区、格式化、挂载和卸载等操作。本章将介绍文件系统的基本概念和结构，以及如何进行磁盘分区、文件系统格式化、挂载和卸载等操作。 #### 5.1 文件系统的基本概念和结构文件系统是指文件和目录在物理存储设备上的组织方式和管理结构。在Linux中，文件系统以层级目录结构的形式组织文件和目录，从根目录开始，一层一层向下分支。例如，/usr、/home、/var等都是典型的文件系统路径。文件系统的基本概念包括： - **文件（File）**：存储在存储设备上的一系列数据。 - **目录（Directory）**：用于组织和管理文件的特殊文件，也可以包含其他目录。 - **路径（Path）**：用于描述文件或目录在文件系统中的位置。绝对路径是从根目录开始的完整路径，相对路径是从当前目录开始的路径。 - **挂载点（Mount Point）**：指的是将一个文件系统链接到另一个文件系统的目录。 - **磁盘分区（Disk Partition）**：将物理存储设备按功能或需求进行划分的过程，每个分区都可以有独立的文件系统。 - **文件系统格式化（File System Formatting）**：对磁盘分区进行格式化，以便于操作系统能够识别和管理。文件系统的结构是以树状结构组织的，包括根目录、子目录和文件。用户可以通过路径来访问和操作不同层级的文件和目录。Linux支持多种文件系统格式，例如Ext4、XFS、NTFS等，不同的文件系统格式有不同的特性和性能。 #### 5.2 磁盘分区和文件系统格式化磁盘分区是将物理磁盘划分为多个逻辑分区的过程，每个分区都可以独立地进行文件系统格式化和管理。磁盘分区的作用是为不同的数据和操作提供独立的存储空间和管理机制。在Linux中，可以使用命令行工具fdisk或parted等来进行磁盘分区操作。下面是一个使用fdisk命令进行磁盘分区的示例： ```bash # 先使用fdisk命令查看当前磁盘分区情况 fdisk -l # 使用fdisk命令对磁盘进行分区，例如/dev/sdb fdisk /dev/sdb # 依次输入以下命令进行分区操作 n # 创建新分区 p # 创建主分区 1 # 分区号 # 默认起始扇区 # 默认结束扇区 w # 保存并退出 # 格式化新分区 mkfs.ext4 /dev/sdb1 ``` 文件系统格式化是对磁盘分区进行初始化，使操作系统能够正确识别和管理磁盘。在Linux中，可以使用mkfs命令进行文件系统格式化，常用的文件系统格式包括Ext4、XFS、NTFS等。例如，使用mkfs.ext4命令对/dev/sdb1分区进行Ext4格式化： ```bash mkfs.ext4 /dev/sdb1 ``` #### 5.3 文件系统的挂载和卸载文件系统挂载是将一个文件系统链接到另一个文件系统目录的过程。挂载点是一个目录，在挂载的过程中，文件系统被链接到该目录下，使得该文件系统中的文件和目录可以通过挂载点进行访问。在Linux中，可以使用mount命令进行文件系统挂载，使用umount命令进行文件系统卸载。下面是一个使用mount和umount命令进行挂载和卸载的示例： ```bash # 挂载文件系统 mount /dev/sdb1 /mnt/data # 查看挂载情况 df -h # 卸载文件系统 umount /mnt/data ``` 通过以上操作，文件系统被成功挂载到/mnt/data目录下，可以通过该目录进行文件和目录的访问。卸载文件系统可以使用umount命令，确保在卸载前没有进程在使用该文件系统。总结： - 文件系统是操作系统中用于管理文件和目录的一种机制。在Linux中，文件系统以层级目录结构的形式组织文件和目录。 - 磁盘分区是将物理磁盘划分为多个逻辑分区的过程，每个分区都可以独立地进行文件系统格式化和管理。 - 文件系统挂载是将一个文件系统链接到另一个文件系统目录的过程。挂载点是一个目录，使得文件系统中的文件和目录可以通过该目录进行访问。卸载文件系统时要确保没有进程在使用该文件系统。 # 6. 进程管理与系统监控 ## 6.1 进程的概念和分类进程是计算机中正在运行的程序的实例。每个进程都具有独立的内存空间和资源。在Linux系统中，进程分为两类： - 前台进程：正在交互式会话中运行的进程，可以通过终端进行控制和交互。 - 后台进程：在后台运行的进程，不会占据终端资源，不需要与用户进行交互。 ## 6.2 常用进程管理命令在Linux系统中，我们可以使用一些常用的命令来管理进程。 ### 6.2.1 ps命令 ps命令用于查看系统中运行的进程。它可以显示进程的PID（进程ID）、TTY（终端号）、STAT（进程状态）、TIME（进程占用的CPU时间）、COMMAND（进程的命令行）等信息。 ```shell ps aux ``` 示例输出： ```shell USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.0 0.1 4508 3056 ? Ss 15:36 0:03 /sbin/init root 2 0.0 0.0 0 0 ? S 0:00 0:00 [kthreadd] root 3 0.0 0.0 0 0 ? S 0:00 0:00 [ksoftirqd/0] ``` ### 6.2.2 top命令 top命令用于实时监控系统的进程和资源占用情况。它可以显示CPU使用率、内存使用率、进程数等信息，并按照CPU使用率或内存使用率进行排序。 ```shell top ``` 示例输出： ```shell top - 15:44:28 up 1 day, 1:08, 2 users, load average: 0.00, 0.01, 0.05 Tasks: 228 total, 1 running, 157 sleeping, 0 stopped, 0 zombie %Cpu(s): 0.7 us, 0.3 sy, 0.0 ni, 97.7 id, 1.3 wa, 0.0 hi, 0.0 si, 0.0 st KiB Mem : 2046964 total, 664648 free, 720600 used, 676716 buff/cache KiB Swap: 1048572 total, 1013920 free, 34652 used. 1146196 avail Mem PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 1 root 20 0 45456 6116 4136 S 0.0 0.3 0:03.94 systemd 2 root 20 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 kthreadd 3 root 0 -20 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 rcu_gp ``` ### 6.2.3 kill命令 kill命令用于终止指定的进程。可以使用PID或进程名作为参数。 ```shell kill PID ``` 示例： ```shell kill 1234 ``` ## 6.3 系统资源监控工具的使用除了top命令外，我们还可以使用其他系统资源监控工具来详细了解系统的性能和资源情况。 ### 6.3.1 sar命令 sar命令用于收集、报告和保存系统的性能数据。它可以监控CPU使用率、内存使用率、网络流量等。 ```shell sar -u 1 10 ``` 示例输出： ```shell Linux 5.4.0-26-generic (hostname) 05/28/21 _x86_64_ (4 CPU) 15:48:16 CPU %user %nice %system %iowait %steal %idle 15:48:17 all 0.25 0.00 0.50 0.00 0.00 99.25 15:48:18 all 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 99.00 ``` ### 6.3.2 vmstat命令 vmstat命令用于报告虚拟内存（包括内存、交换空间等）和系统使用活动。 ```shell vmstat 1 10 ``` 示例输出： ```shell procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st 0 0 0 669924 41384 1783744 0 0 11 6 123 230 0 1 99 0 0 0 0 0 669924 41384 1783744 0 0 0 0 1001 2767 1 2 98 0 0 ``` 通过使用这些进程管理和系统监控命令，我们可以更好地了解系统的运行情况，并对需要的进程进行管理和优化。综上所述，本章主要介绍了进程的概念和分类，以及常用的进程管理命令和系统监控工具的使用方法。希望读者能够掌握这些知识，并在实际的Linux系统管理中能够灵活运用。

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