以下是计算机专业大二第一学期计算机系统2A的前半部分内容，也就是操作系统部分。本笔记几乎涵盖了PPT中的所有Linux指令，并标注了用法。部分地方可能存在错误，欢迎在评论区指出。
学Bash最好的方式就是把每个指令都自己敲一遍，看看效果。顺带一提，这个项目的评分标准非常看重处理BUG，要把会出BUG的地方全部考虑到并处理掉。

一．文件操作

1. 文件夹

pwd　显示当前工作目录
cd或cd ～　将工作目录移至用户的主目录（/home/username）
cd /　将工作目录移至根目录
cd ..　将工作目录移至上级目录
cd 路径　将工作目录移至该路径

路径分为绝对路径和相对路径。

ls 文件夹名　列出该文件夹下的所有文件
ls -l 文件夹名　列出该文件夹下所有文件的详细信息
mkdir 文件夹名　创建一个文件夹
rmdir 文件夹名　如果该文件夹为空文件夹，则将其删除
rm -r 文件夹名　删除一个文件夹（包括里面的所有内容）

千万不要rm -rf /*，表示强制删除根目录下的所有文件，除非你相思了（doge）

cp -r 文件夹名1 文件夹名2　把文件夹1（包括里面的所有内容）复制到文件夹2
mv 文件夹名1 文件夹名2　如果文件夹名2不存在，则把文件夹名1重命名成文件夹名2；如果文件夹名2存在，则把文件夹1（包括里面所有内容）移动到文件夹2
diff 文件夹名1 文件夹名2　比较两个文件夹之间的差异
tar -cvf 文件包名.tar 文件夹名　把某个文件夹打包成名叫“文件包名.tar”的tar文件包
tar -xvf 文件包名.tar　解包这个tar文件包
zip -r 压缩包名.zip 文件夹名　把某个文件夹打包成名叫“压缩包名.zip”的压缩包
unzip 压缩包名.zip　解压这个压缩包

2. 文件

touch 文件名　创建一个文件
rm 文件名　删除一个文件
ls -l 文件名　查看文件详细信息

详细信息中，第一列是文件的权限信息（之后会讲），第二列表示指向该文件的硬链接数量，之后是文件所属的用户和文件所属的组，文件大小（单位字节），然后是最后修改时间，最后是文件名。

echo "内容" > 文件名　把内容写进文件（会覆盖前面的所有内容）
echo "内容" >> 文件名　把内容写进文件（不会覆盖前面的所有内容）

没有空格时可以不加双引号，但是有空格的时候建议加上。双引号表示会替换其中的特殊字符，单引号表示不替换。所以一般来说建议加上双引号。

mv 文件名1 文件名2　把文件名1重命名成文件名2
cat 文件名　查看文件中的所有内容，如果文件中内容过多不建议使用
cat > 文件名　编辑需要写入文件中的内容，按Ctrl + D退出
less 文件名　查看文件中的内容，仅加载当前显示的内容
more 文件名　查看文件中的内容，一次加载全部内容
cp 文件名1 文件名2　把文件1复制一份，叫文件名2
head 文件名　查看文件中的前10行内容
head -n 5 文件名　查看文件中前5行内容（5可以换成其它任意数字）
tail 文件名　查看文件中的后10行内容
tail -n 5 文件名　查看文件中后5行内容（5可以换成其它任意数字）
sort 文件名　按照ASCII顺序给文件中的内容排序
sort -r 文件名　反向排序
uniq 文件名　删除文件中重复的内容（必须在上下两排挨在一起才能删除）
sort 文件名 | uniq　先排序，再删除文件中重复的内容（可以不需要挨在一起）
grep 关键字文件名　查找文件中包含关键字的内容。关键字可以使用正则表达式
tr a-z A-Z 文件名　查看时把文件中所有小写字母换成大写字母
nano 文件名　在GUI中编辑文件中的内容
diff 文件名1 文件名2　比较两个文件之间的差异。-i忽视大小写，-w忽视空格
wc 文件名1　统计字数

3. 重定向操作符

命令 < 文件名　把文件中的内容作为命令的输入
命令 > 文件名　把该命令的输出存入到该文件中（覆盖）
命令 >> 文件名　把该命令的输出存入到该文件中（不覆盖）
命令 0< 文件名　同 命令 < 文件名
命令 1> 文件名　同 命令 > 文件名
命令 2> 文件名　如果该命令报错，则把错误信息存入该文件中
命令1 | 命令2　把命令1的输出作为命令2的输入（这里用了匿名管道）
mkfifo 管道名　创建一个命名管道
命令 > 管道名 &　在后台把命令的输出存入管道

二. 用户权限管理

ls -l 文件名　可以查看一个文件的信息，包括权限信息。

如-rwxr-xr-x中第一个-代表文件类型（-表示普通文件），后面三个三个一组，前三个字母表示当前用户（user）的权限，中间三个是组（group）的权限，后三个是其他人（others）的权限。r代表读权限，w代表写权限，x代表执行权限，-表示没有该权限。

passwd　更改当前用户的密码
passwd 用户名　更改某个用户的密码，只有根用户有权限这么做
gpg -c 文件名　设置一段密码，把文件中的内容加密，保存为文件名.gpg
gpg -d 文件名1.gpg > 文件名2　把文件1.gpg中的内容解密到文件2
mcrypt 文件名　设置一段密码，把文件中的内容加密，保存为文件名.nc
mcrypt 文件名1.nc > 文件名2　把文件1.nc中的内容解密到文件2
chmod 三个数字文件名　更改一个文件的权限

比如rwxr-xr--，有权限则为1，没权限则为0。二进制中前三个字母表示为111，中间三个表示为101，后三个表示为100。所以换成十进制以后，三个数字为754。

chmod 表述文件名　更改一个文件的权限

用u, g, o, a分别代表用户（user)，组（group)，其他人（others），所有人（all）的权限。用+, -, =代表添加权限，移除权限和编辑权限。比如g=rwx表示让组拥有所有权限。o-w表示移除其他用户的写权限，a+x表示给所有人添加执行权限。

有一个特殊的表述u+s，可以不管运行时当前用户是谁，都以文件所有者的权限运行。

chmod +t 文件名　只允许文件拥有者或根用户重命名或删除文件
whoami　查看当前用户

其实你每次回车之后，当前用户都会显示在一行的最前面。

groups　查看当前用户所在组
chown 用户名文件名　更改某个文件的拥有者
chown -R 用户名文件夹名　更改某个文件夹（包括里面所有文件）的拥有者
chgrp 组名文件名　更改某个文件所属的组
chgrp -R 组名文件夹名　更改某个文件夹（包括里面所有文件）所属的组
su　切换到根用户，需要输入根用户的密码
su - 用户名　切换到目标用户，需要输入目标用户的密码
sudo 命令　以根用户的身份执行某项命令，需要输入当前用户的密码

三. Bash脚本

Bash脚本属于文件，所以之前对文件的操作对Bash脚本亦有效。比如：

echo "内容" >> 脚本名.sh　把内容写进Bash脚本（不会覆盖前面的所有内容）
cat 脚本名.sh　查看Bash脚本中的所有内容，如果内容过多不建议使用

1. 运行Bash脚本的方式

方法1：
bash 脚本名.sh

运行前先用ls -l 脚本名.sh查看是否有可执行权限，如果没有，需要用chmod +x 脚本名.sh确保该脚本可执行再运行。

脚本必须置于当前工作目录下，否则应使用绝对路径，如/home/user/myscript.sh。

方法2：
./脚本名.sh

注意事项同上。

此外，还要在脚本第一行使用#!Bash解释器的绝对路径。（#!也被称为Shebang）。用which bash查看Bash解释器的绝对路径，比如说是/bin/bash。那脚本的第一行就是#!/bin/bash。然后再用./脚本名.sh运行。

2. 变量

变量名=值　把值赋给变量

注意，=两边不可以加空格！

和Python有点像，不用声明变量类型，直接赋值就好了。不过使用变量时，需要在变量名前面加上$，也就是$变量名。比如echo $变量名，查看变量的值。

这种变量属于局部变量，只能在一个进程内生效。还有一种是环境变量，如下：

export 变量名=值　创建一个环境变量，环境变量可以在子进程中生效

注意，=两边不可以加空格！

变量名=$((表达式))　把表达式的计算结果（整数）赋给变量。

表达式可以是1+1，也可以是变量名+1等。不过计算结果不能是小数。如果计算结果是小数，要变成：

变量名=$((表达式)) | bc -l　把表达式的计算结果（小数）赋给变量
set　查看所有变量。可以用set | grep 关键词筛选你要看的变量
env　只查看环境变量。可以用set | grep 关键词筛选你要看的变量
export PATH=$PATH:路径　向$PATH中添加路径作为环境变量

这样如果下一次在该路径下运行Bash脚本，只需要输入脚本名.sh就可以了。

3. 获取用户输入

read 变量名　获取用户输入，存到变量中
read -p "请输入一句话：" 变量名　-p用来在用户输入时给出一条提示语
read -sp "请输入密码：" 变量名　-s可以不显示用户输入了什么，比如输入密码的时候
read 变量名1 变量名2 ... 变量n　用户输入时用空格隔开，分别存入变量1，变量2 ...变量n

如果用户输入的比设置的变量多，多余的全都存到最后一个变量。

如果用户输入的比设置的变量少，则没有输入的变量将会被设置为空。

4. 读取文件

变量名=$(命令)　用来把命令的结果存入到变量中

如filecontents=$(cat inputfile)，可以用来把inputfile文件中的内容存入到filecontents变量中。查看时echo $filecontents就行了。

4.1 从文件中读取

read 变量名 < 文件名　读取文件中的第一行，存入变量中。

想要逐行读取，需要使用while循环。以下是一个Bash脚本示例。

#!/bin/bash #每一个脚本都最好以Shebang开头。
#从用户输入获取需要读取的文件的文件名，并存到filename变量中
read -p "Enter a file to read: " filename
while read line # line是一个变量，用来存储每一行的信息
do
　echo "$line" # 每读一行，就输出在屏幕上
done < $filename # 从变量存储的文件中读取

4.2 从STDIN中读取

每个命令都有三个文件STDIN，STDOUT和STDERR。管道的作用是把前一个命令的STDOUT连接到后一个命令的STDIN。

以下是一个从STDIN中读取内容的脚本。
#!/bin/bash
while read line
do
　echo "$line"
done < /dev/stdin # 这个地址是存储STDIN的地方

读取时，可以用管道把一个命令的输出作为这个脚本的输入，如cat 文件名 | ./该脚本.sh，也可以用重定向符，将指定文件的内容作为标准输入传递给脚本，如./该脚本.sh < 文件名。

5. 命令行参数

$0　程序名称
$1, …, $9　第1个参数...第9个参数
$*　所有参数
$@　与$*相同，但每个参数单独用引号括起来
$#　参数总数
$$　当前进程的进程ID(PID)
$?　最近一个命令的退出状态
$!　最近一个后台进程的PID

6. 提供选项

#!/bin/bash
echo "Which action would you like to perform?"
select action in 选项1 选项2 quit
do
　case $action in
　　选项1 ) 选项1对应的命令;;
　　选项2 ) 选项2对应的命令;;
　　quit ) break;;
　　* ) echo "Unknown action";;
　esac
done

7. 控制流

执行完一个命令之后，会有一个退出状态表示该命令是否执行成功，可以使用echo $?查看。如果值为0，则表示执行成功，如果为1-255中任意一个数，则表示执行失败。

7.1 If分支结构

if [ 表述1 ]; then
　命令1
elif [ 表述2 ]; then
　命令2
else
　命令3
fi #用来结束

[ 表述 ]可以换为test 表述或者一个命令。如果表述正确（或命令运行成功），则结束状态为0，若表述错误（或命令运行失败），则为1。注意[ 表述 ]中，前后两个空格不能少。常用的表述如下：

字符串1 = 字符串2　两个字符串是否相等。

=前后需要有空格！

字符串1 != 字符串2　两个字符串是否不相等。

!=前后需要有空格！

-d 文件名　该文件是否为目录
-e 文件名　该文件是否存在
-f 文件名　该文件是否存在且为普通文件
-r 文件名　当前用户能否读该文件
-w文件名　当前用户能否写该文件
-x文件名　当前用户能否执行该文件
-z 字符串　该字符串是否为空
num1 -lt num2　num1是否小于num2
num1 -gt num2　num1是否大于num2
num1 -eq num2　num1是否等于num2

7.2 Case分支结构

case $变量 in
　情况1 )
　　命令1
　　;;
　情况2 )
　　命令2
　　;;
　情况3 )
　　命令3
　　;;
　* )
　　命令4
　　;;
esac

* )表示其它任意情况。

7.3 While循环结构

while [ 情况1 ]; do
　命令
done

7.4 Until结构

until [ 条件 ]; do
　命令
done

7.5 For循环结构

for 变量名 in 一系列用空格隔开的东西; do
　commands
done

循环结构都可以用break和continue。

一系列用空格隔开的东西也可以是$(ls xxx)等能生成一系列用空格隔开的东西的命令。

8. 函数

8.1 定义函数

function 函数名 {
　函数内容
}
或
函数名 () {
　函数内容
}

函数名后面的括号里不能有任何参数！函数定义必须在函数调用之前。

8.2 函数参数

参数在函数内容中用$1，$2等来代替，类似于前面提到的变量。

以下是定义一个函数的例子：

print () {
　echo $1
}

还有一种办法是在函数内部用局部变量。

local 变量名=值

在函数内调用该变量时就$变量名就行了，但是在函数外部局部变量会失效。

8.3 函数返回值

Bash脚本中没有返回值。所以你要输出什么就echo出来。

8.4 调用函数

函数名参数1 参数2 ...
比如8.2提到的那个print函数的调用方式就是
print "Hello world"
那么输出结果就是Hello world。

8.5 函数覆写

可以取和系统中的函数名字相同的函数，这样就会覆盖系统函数。使用系统函数时，用command 系统函数。

四. 进程管理

ps　显示当前正在运行的进程
ps -f　显示当前正在运行的进程的详细信息

UID：用户ID，拥有该进程的用户。PID：进程ID。PPID：父进程的ID。C：CPU占用率。STIME：启动时间。TTY：控制终端，该进程连接的终端设备。TIME：累记CPU使用时间。CMD：命令行，启动进程时使用的完整命令行。

pidof 进程　查看该进程的PID
echo $$　查看此进程的ID
echo $PID　查看此进程的父进程ID

$$和$PID是环境变量

pstree -pn　显示进程的层级结构，-p用来显示PID，-n用来按照PID排序
ps -ef　显示系统上运行的所有进程
top　实时查看进程及其占用情况
命令 &　在后台执行该命令
jobs -l　列出正在后台运行的工作的详细信息
fg %　把正在后台运行的工作转移至前台

%可以替换为：% 或 %+ 当前工作；%- 之前的工作；%数字工作序号为数字的工作；%名字以名字开头的工作；%?名字包含该名字的工作

命令按Ctrl+Z　暂停该命令的进程，并转移至后台
bg %　重新在后台启动当前被暂停的工作
命令1; 命令2　按顺序执行命令1和命令2
命令1 & 命令2　把命令1在后台执行，同时在前台执行命令2
命令1 && 命令2　如果命令1成功，执行命令2
命令1 || 命令2　如果命令1失败，执行命令2
命令按Ctrl+C　结束该命令的进程
kill %　结束在后台运行的工作

kill是向进程发送信号，kill % 默认为kill -15 %，表示正常终止进程。比较常用的信号有：-1：挂起，-2：中断（Ctrl+C），-9：强制终止，-15：正常终止，-17：暂停，-18：暂停（Ctrl+Z），-19：继续。

五. 其它

1. 在debug模式下运行脚本

方法1：把Shebang改为#!/bin/bash -x
方法2：运行时用bash -x 脚本名.sh

2. tee操作

命令 tee -a 文件名　将命令的输出存入文件中，并显示在屏幕上

3. 异常处理

举例：
if [ 会产生错误的命令 ]; then
　echo "An error occurred" >> error.log
　echo "An error occurred" 1>&2
　exit 1
fi

注：echo "An error occurred" >> error.log用来把这条信息写进名叫error.log的日志文件。echo "An error occurred" >&2用来把这条信息输出到标准错误。其中>&2用来把标准输出重定向到标准错误。

可以用tee把两句话合在一起，变成echo "An error occurred" | tee -a error.log >&2既能写进日志文件，又能输出到标准错误。其中-a表示表示append，只添加不覆盖。

if [ 会产生错误的命令 ]; then
　echo "An error occurred" | tee -a error.log >&2
　exit 1
fi

4. heredoc

有时候需要在交互式界面打出好几行的内容，想要换行，但是按回车它就自动执行了。这个时候可以用heredoc。
命令 << EOF
第一行要写的内容
第二行要写的内容
EOF
也可以把多行内容写进文件，如
cat << EOF > 文件名
第一行要写的内容
第二行要写的内容
EOF

5. trap命令

trap "命令" 信号　当捕捉到某个信号时，执行某个命令。信号之前在kill那里讲过，可以通过kill -l来查看有哪些信号。例如，以下是收到退出命令后删除临时文件的用法
trap "rm -f temp.txt; exit" EXIT

6. 变量的高级用法

之前讲过$的三种用法，$(命令)，$((数学运算))，$变量。其中$变量表示获取变量的值，还有一种写法是$(变量)。
比如var="Hello world"，以下是几个运用举例
echo $(var)结果是Hello world
echo $(var:2)结果是llo world，即从第2个（从0开始数）往后的所有。
echo $(var:6:3)结果是wor，即从第6个（从0开始数）往后3个
${var:-Hello}表示如果var变量未被设置或为空，则使用Hello的值。如果var 已经设置了值，则使用var的值。
${var:=Hello}表示如果var变量未被设置或为空，则将Hello赋值给var，并使用Hello的值。如果var已经设置了值，则使用var的值。
${#var}结果是11，即变量的长度
${var^^}结果是HELLO WORLD，把变量变成大写
${var,,}结果是hello world，把结果变成小写
${var/o/O}结果是HellO world，把第一个小o替换成大O
${var//o/X}结果是HellO wOrld，把所有小o都替换成大O

7. 数组

数组名=(元素1 元素2 元素3...)　创建数组
${数组名}　默认为数组中的第一个元素
${数组名[序号]}　访问数组中的元素，序号从0开始。
${数组名[*]} 或 ${数组名[@]}　数组中的所有元素
${数组名[@]:1}　数组中从第1个（从0开始数）开始往后的所有元素
${数组名[@]:1:2}　数组中从第1个（从0开始数）开始往后两个

8. getopts

示例：
while getopts ":xrf:" opt; do
　case ${opt} in
　　x ) echo "Option x" ;;
　　f ) echo "Option f with argument $OPTARG" ;;
　　r ) echo "Option r" ;;
　　\? ) echo "Unknown option" ;;
　　: ) echo "$OPTARG requires an argument" 1>&2 ;;
　esac
done

一．文件操作

1. 文件夹

路径分为绝对路径和相对路径。

千万不要rm -rf /*，表示强制删除根目录下的所有文件，除非你相思了（doge）

2. 文件

详细信息中，第一列是文件的权限信息（之后会讲），第二列表示指向该文件的硬链接数量，之后是文件所属的用户和文件所属的组，文件大小（单位字节），然后是最后修改时间，最后是文件名。

没有空格时可以不加双引号，但是有空格的时候建议加上。双引号表示会替换其中的特殊字符，单引号表示不替换。所以一般来说建议加上双引号。

3. 重定向操作符

二. 用户权限管理

比如rwxr-xr--，有权限则为1，没权限则为0。二进制中前三个字母表示为111，中间三个表示为101，后三个表示为100。所以换成十进制以后，三个数字为754。

有一个特殊的表述u+s，可以不管运行时当前用户是谁，都以文件所有者的权限运行。

其实你每次回车之后，当前用户都会显示在一行的最前面。

三. Bash脚本

Bash脚本属于文件，所以之前对文件的操作对Bash脚本亦有效。比如：

1. 运行Bash脚本的方式

运行前先用ls -l 脚本名.sh查看是否有可执行权限，如果没有，需要用chmod +x 脚本名.sh确保该脚本可执行再运行。

脚本必须置于当前工作目录下，否则应使用绝对路径，如/home/user/myscript.sh。

注意事项同上。

此外，还要在脚本第一行使用#!Bash解释器的绝对路径。（#!也被称为Shebang）。用which bash查看Bash解释器的绝对路径，比如说是/bin/bash。那脚本的第一行就是#!/bin/bash。然后再用./脚本名.sh运行。

2. 变量

注意，=两边不可以加空格！

和Python有点像，不用声明变量类型，直接赋值就好了。不过使用变量时，需要在变量名前面加上$，也就是$变量名。比如echo $变量名，查看变量的值。

这种变量属于局部变量，只能在一个进程内生效。还有一种是环境变量，如下：

注意，=两边不可以加空格！

表达式可以是1+1，也可以是变量名+1等。不过计算结果不能是小数。如果计算结果是小数，要变成：

这样如果下一次在该路径下运行Bash脚本，只需要输入脚本名.sh就可以了。

3. 获取用户输入

如果用户输入的比设置的变量多，多余的全都存到最后一个变量。

如果用户输入的比设置的变量少，则没有输入的变量将会被设置为空。

4. 读取文件

如filecontents=$(cat inputfile)，可以用来把inputfile文件中的内容存入到filecontents变量中。查看时echo $filecontents就行了。

4.1 从文件中读取

想要逐行读取，需要使用while循环。以下是一个Bash脚本示例。

4.2 从STDIN中读取

每个命令都有三个文件STDIN，STDOUT和STDERR。管道的作用是把前一个命令的STDOUT连接到后一个命令的STDIN。

读取时，可以用管道把一个命令的输出作为这个脚本的输入，如cat 文件名 | ./该脚本.sh，也可以用重定向符，将指定文件的内容作为标准输入传递给脚本，如./该脚本.sh < 文件名。

5. 命令行参数

6. 提供选项

7. 控制流

执行完一个命令之后，会有一个退出状态表示该命令是否执行成功，可以使用echo $?查看。如果值为0，则表示执行成功，如果为1-255中任意一个数，则表示执行失败。

7.1 If分支结构

[ 表述 ]可以换为test 表述或者一个命令。如果表述正确（或命令运行成功），则结束状态为0，若表述错误（或命令运行失败），则为1。注意[ 表述 ]中，前后两个空格不能少。常用的表述如下：

=前后需要有空格！

!=前后需要有空格！

7.2 Case分支结构

* )表示其它任意情况。

7.3 While循环结构

7.4 Until结构

7.5 For循环结构

循环结构都可以用break和continue。

一系列用空格隔开的东西也可以是$(ls xxx)等能生成一系列用空格隔开的东西的命令。

8. 函数

8.1 定义函数

函数名后面的括号里不能有任何参数！函数定义必须在函数调用之前。

8.2 函数参数

参数在函数内容中用$1，$2等来代替，类似于前面提到的变量。

以下是定义一个函数的例子：

还有一种办法是在函数内部用局部变量。

在函数内调用该变量时就$变量名就行了，但是在函数外部局部变量会失效。

8.3 函数返回值

Bash脚本中没有返回值。所以你要输出什么就echo出来。

8.4 调用函数

8.5 函数覆写

可以取和系统中的函数名字相同的函数，这样就会覆盖系统函数。使用系统函数时，用command 系统函数。

四. 进程管理

UID：用户ID，拥有该进程的用户。PID：进程ID。PPID：父进程的ID。C：CPU占用率。STIME：启动时间。TTY：控制终端，该进程连接的终端设备。TIME：累记CPU使用时间。CMD：命令行，启动进程时使用的完整命令行。

$$和$PID是环境变量

%可以替换为：% 或 %+ 当前工作；%- 之前的工作；%数字 工作序号为数字的工作；%名字 以名字开头的工作；%?名字 包含该名字的工作

kill是向进程发送信号，kill % 默认为kill -15 %，表示正常终止进程。比较常用的信号有：-1：挂起，-2：中断（Ctrl+C），-9：强制终止，-15：正常终止，-17：暂停，-18：暂停（Ctrl+Z），-19：继续。

五. 其它

1. 在debug模式下运行脚本

2. tee操作

3. 异常处理

注：echo "An error occurred" >> error.log用来把这条信息写进名叫error.log的日志文件。echo "An error occurred" >&2用来把这条信息输出到标准错误。其中>&2用来把标准输出重定向到标准错误。

可以用tee把两句话合在一起，变成echo "An error occurred" | tee -a error.log >&2既能写进日志文件，又能输出到标准错误。其中-a表示表示append，只添加不覆盖。

4. heredoc

5. trap命令

6. 变量的高级用法

7. 数组

8. getopts

%可以替换为：% 或 %+ 当前工作；%- 之前的工作；%数字工作序号为数字的工作；%名字以名字开头的工作；%?名字包含该名字的工作