Даже если вы используете простой дистрибутив, такой как Linux Mint, работа с терминалом может стать необходимостью. В терминале можно выполнять многие задачи быстрее и эффективнее, чем через графический интерфейс, особенно если вы начинаете интересоваться программированием, системным администрированием, робототехникой или такими платформами, как Arduino. В этой статье мы рассмотрим основы работы с терминалом и командами.

История и роль терминала

До появления графических интерфейсов, работа с компьютерами полностью осуществлялась через текстовые интерфейсы, такие как терминалы. Это были физические устройства, которые подключались к большим компьютерам (мейнфреймам) и позволяли пользователям вводить команды и получать текстовый вывод. Каждая команда выполнялась компьютером в реальном времени, и результат выводился на экран. В те времена терминалы были единственным способом взаимодействия с компьютером, и их использование требовало глубоких знаний о системных командах.

Со временем физические терминалы были заменены программными, называемыми эмуляторами терминала. Это такие программы, как GNOME Terminal или Konsole, которые эмулируют поведение старых физических терминалов, но работают в современном графическом окружении. Это позволяет пользователям запускать текстовые команды внутри графической системы.

Телетайп и TTY

Термин TTY (телетайп) используется для обозначения текстовых интерфейсов, предоставляющих доступ к системе. Телетайпы (TTY) были устройствами для отправки текстовых команд на компьютер и получения текстового ответа, и хотя сегодня физические TTY практически не используются, термин всё ещё применяется в Linux. В системе Linux TTY обозначает псевдотерминал, который позволяет работать с командной строкой. Каждый раз, когда вы открываете эмулятор терминала, вы фактически работаете с одним из таких псевдотерминалов.

Терминология и основы работы с процессами

Когда вы запускаете программу через терминал, она создаёт процесс. Процесс — это экземпляр программы, выполняемой на компьютере. Каждый процесс получает уникальный идентификатор (PID, Process ID), который используется системой для управления этим процессом. Например, если вы запустите текстовый редактор nano из терминала, будет создан процесс nano, и система присвоит ему идентификатор, по которому можно отслеживать его состояние и при необходимости завершить.

Оболочка Bash

Терминал не работает сам по себе — он запускает так называемую оболочку (shell). Это программа, которая интерпретирует команды, введённые пользователем, и передаёт их операционной системе для выполнения. В Linux оболочка по умолчанию называется Bash (Bourne Again Shell). Bash — это самая популярная командная оболочка в мире Linux, хотя существуют и другие (например, Zsh, Fish).

Когда вы открываете терминал, оболочка Bash приветствует вас приглашением (prompt), которое выглядит примерно так:

ivan@ivan-pc:~$

Это приглашение указывает имя пользователя (в данном случае “ivan”), имя компьютера (в данном случае “ivan-pc”), текущий каталог (в данном случае тильда “~”, которая обозначает домашнюю директорию пользователя) и символ $, указывающий, что вы работаете от имени обычного пользователя. Если вы переключитесь на root (администратора), $ изменится на #.

Настройка приглашения

Внешний вид приглашения можно настроить через переменную среды PS1. Это одна из множества переменных среды, которые влияют на работу оболочки.

Переменные среды

Переменные среды (environment variables) — это наборы данных, которые оболочка и другие программы используют для управления своим поведением. Переменные среды могут содержать пути к каталогам, настройки для приложений и параметры конфигурации. Некоторые переменные среды автоматически создаются системой, другие могут быть заданы пользователем.

Пример создания переменной среды:

export MY_VARIABLE="Hello, World!"

Теперь переменная MY_VARIABLE содержит строку Hello, World!. Вы можете использовать её в командах, например:

echo "$MY_VARIABLE"

Это выведет содержимое переменной на экран: Hello, World!.

Переменная PATH

Одна из самых важных переменных среды — это PATH. Она определяет список директорий, в которых оболочка ищет исполняемые файлы программ, когда вы вводите команду. Например, если вы вводите ls, оболочка ищет программу ls в каталогах, указанных в PATH. Если она найдена, программа выполняется; если нет — выводится сообщение об ошибке.

Типичное содержимое переменной PATH выглядит так:

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

Каждый каталог разделён двоеточием. Например, если команда ls находится в /usr/bin, оболочка найдёт её и выполнит.

Формат команды

Команды в терминале имеют определённый формат:

PROGRAM_NAME -a -b=value --long-flag --long-option=value -- argument0 argument1 ... argumentN
  • PROGRAM_NAME — это имя команды или путь к исполняемому файлу (например, /bin/bash)
  • -a — короткий флаг (короткие флаги начинаются с одного дефиса и состоят из одного символа)
  • -b=value — короткая опция со значением value
  • –long-flag — длинный флаг с двумя дефисами
  • –long-option=value — длинная опция со значением value
  • -- используется для явного указания, что всё, что следует после этого символа, должно рассматриваться как аргументы, а не как опции. Это полезно, если нужно передать в команду файл, имя которого начинается с дефиса (например, -file.txt), чтобы команда не воспринимала его как опцию. Однако не все программы могут поддерживать эту функциональность
  • argument0 argument1 … argumentN — аргументы программы (например, файлы для обработки)

Программы часто поддерживают комбинации коротких флагов. Например, -abc — это то же самое, что и -a -b -c.

Опции команд

В некоторых программах нет строгого различия между короткими и длинными опциями. Например, -opt и --opt могут быть идентичны (в таком случае невозможны комбинации коротких флагов, то есть -abc не то же самое, что -a -b -c). Кроме того, часто допускается запись значения опции через пробел вместо знака равно, например:

--opt=value
# то же самое, что и
--opt value

Короткие опции и флаги

Распространённая практика — комбинировать несколько флагов и одну опцию в группе параметров с одним дефисом. Флаги — это односимвольные опции, которые не требуют значений, и их можно перечислять подряд в одной группе. Однако в группе может быть только одна опция, и её нужно ставить в конце, так как она требует значения. Если разместить опцию перед флагами, это может вызвать неожиданное поведение программы.

Например, команда для создания tar-архива может выглядеть так:

tar -cf my-archive.tar ~/Documents
  • -c — флаг, активирующий режим создания архива
  • -f — опция, указывающая имя архива
  • my-archive.tar — значение опции -f
  • ~/Documents — директория, которая будет добавлена в архив

Эта команда эквивалентна следующему синтаксису:

tar -c -fmy-archive.tar ~/Documents

Или:

tar --create --file=my-archive.tar ~/Documents

Важно отметить, что между короткой опцией -f и её значением может быть пробел или ничего. Однако, если вместо пробела использовать знак =, как в случае с длинными опциями, команда создаст архив с именем =my-archive.tar, поскольку = будет расценён как часть имени файла. Вот пример:

# создаст файл с именем "=my-archive.tar"
tar -c -f=my-archive.tar ~/Documents

Это поведение характерно для GNU tar, но может отличаться в других реализациях, например, в bsdtar, где правила могут быть несколько другими.

Важно помнить, что в группе опция должна быть последней, чтобы избежать ошибок. Например, если написать что-то вроде этого:

tar -fc my-archive.tar ~/Documents

Вы получите ошибку:

tar: You must specify one of the '-Acdtrux', '--delete' or '--test-label' options
Try 'tar --help' or 'tar --usage' for more information.

Работа с правами администратора

В Linux команды с повышенными правами можно выполнять с помощью sudo. Например, чтобы обновить список пакетов в Debian или Ubuntu:

sudo apt update

Если вы случайно забыли ввести sudo перед командой, её можно повторить с правами администратора с помощью команды sudo !!:

apt update # Ошибка! Нет прав администратора
sudo !! # `!!` заменится на `apt update`

Справка по командам

Чтобы узнать больше о любой команде и её опциях, можно воспользоваться справкой. Вот несколько способов:

  • man command — откроет подробную справку (мануал) по команде
  • command --help — выведет краткую справку о доступных опциях
  • command -h или command -? — могут также выдать краткую информацию (зависит от программы)

Выполнение нескольких команд

В терминале можно выполнить несколько команд подряд, разделив их точкой с запятой:

command1; command2; command3

Все команды выполнятся независимо друг от друга. Однако, если вы хотите, чтобы следующая команда выполнялась только в случае успешного завершения предыдущей, используйте оператор &&:

command1 && command2 && command3

Если одна из команд завершится с ошибкой, следующие не будут выполнены. Оператор || позволяет выполнять следующую команду, только если предыдущая завершилась с ошибкой:

command1 || command2

Коды возврата

Когда программа завершает свою работу, она возвращает так называемый код возврата (exit status), который указывает, как завершилась программа:

  • 0 — программа завершилась успешно
  • Любое ненулевое значение — программа завершилась с ошибкой

Коды возврата могут нести разную информацию в зависимости от программы. Например, код 1 может означать общую ошибку, 2 — ошибка синтаксиса, 127 — команда не найдена. Разные программы могут иметь свои специфичные коды ошибок, которые важно учитывать при написании скриптов.

Стандартные потоки: stdin, stdout, stderr

Каждая программа в Linux взаимодействует с тремя основными потоками:

  • stdin (входной поток, номер 0) — поток, через который программа получает данные
  • stdout (выходной поток, номер 1) — поток, через который программа выводит данные
  • stderr (поток ошибок, номер 2) — поток для вывода сообщений об ошибках

Например, если вы выполняете команду echo Hello, она выводит текст в стандартный вывод (stdout), который отображается в терминале.

Пайпы и перенаправление потоков

Пайпы позволяют перенаправлять вывод одной команды на ввод другой команды:

uptime | lolcat

Здесь вывод (stdout) команды uptime будет передан на ввод (stdin) команды lolcat, которая раскрасит текст.

Команду lolcat может потребоваться установить отдельно.

echo "Hello, World!" > output.txt

Это создаст файл output.txt с содержимым Hello, World!.

Чтобы перенаправить данные из файла в stdin программы, используется оператор <:

cat < input.txt

Также вы можете использовать их одновременно:

gzip -c < file.txt > file.txt.gz

Эта команда передаст содержимое file.txt на ввод программе gzip, которая сожмёт данные и отправит их на вывод. Сжатые данные будут перенаправлены в file.txt.gz. Флаг -c означает вывод сжатых данных в stdout.

Задание для самостоятельного выполнения

Для закрепления материала найдите в интернете список основных команд терминала (таких как ls, mkdir, cd, cat, rm, cp, mv) и попробуйте поработать с ними, изучая их опции и аргументы.

Заключение

Работа с терминалом может показаться сложной в начале, но с практикой она становится мощным инструментом для управления системой и автоматизации задач. Понимание основных понятий — таких как оболочка, процессы, переменные среды, коды возврата, и правильное использование командных опций — даст вам уверенность при работе с Linux. Терминал позволяет быстро и эффективно выполнять действия, которые через графический интерфейс могут потребовать больше времени. Освоение базовых команд — первый шаг к более глубокому пониманию операционной системы и её возможностей.

Не бойтесь экспериментировать, используйте команды для практики, и помните, что справку всегда можно получить через man или --help. Чем больше вы будете работать с терминалом, тем лучше будете понимать, как работает ваша система и как её можно настроить под свои задачи.