ABILITÀ INFORMATICHE PER CHIMICI (2002/2003)
Introduzione a UNIX

Dr. Giorgio Signorini
Dipartimento di Chimica (stanza 326, tel 055-457-3085, giorgio.signorini@unifi.it)
http://www.chim.unifi.it/~signo/did/unix

1  Organizzazione del modulo

2  Argomenti generali

2.1  Introduzione e obiettivi

UNIX è un ambiente di lavoro alternativo a Windows. Serve per compiere le principali operazioni su un computer e eseguire programmi.

È molto utilizzato in campo tecnico-scientifico, e particolarmente adatto per macchine che devono fare da server (es. nei siti WWW: vedi http://leb.net/hzo/ioscount/ oppure http://econ.csuchico.edu/~harrison/k12linux/).

A differenza di Windows, UNIX non è un prodotto commerciale; e più simile ad una lingua. Esitono molti ``dialetti'' UNIX: il più diffuso è Linux, che funziona sui PC.

Obiettivo di questo modulo è mettere in grado gli studenti di lavorare con UNIX in modo elementare: operare su un terminale ASCII dando semplici comandi per gestire file, creare ed editare file, elaborare file di dati, ed usare semplici applicazioni.

2.2  Sistemi Operativi

Il S.O. è il s/w di basso livello e di uso generale che

• permette di gestire tutte le risorse del calcolatore:
  • dischi e spazio disco
  • CPU e esecuzione programmi
  • dispositivi di ingresso/uscita
  • periferiche
  • ...

• interagisce con
  • utenti
  • programmi applicativi

A sua volta il SO è distinto in vari strati

• kernel (nucleo di comandi fondamentali a cui si può rivolgere direttamente un programma, ma di solito non l'utente)
• comandi (es. ls) e programmi basilari (es. un editor)
• interfacce utente: testuali (es shell) e grafiche (GUI)

2.2.1  S. O. : grafici esplicativi, definizione, esempi

[Free OnLine Dic Of Computing]:

operating system:

The low-level software which handles the interface to peripheral hardware, schedules tasks, allocates storage, and presents a default interface to the user when no application program is running.

The OS may be split into a kernel which is always present and various system programs which use facilities provided by the kernel to perform higher-level house-keeping tasks, often acting as servers in a client-server relationship.

Some would include a graphical user interface and window system as part of the OS, others would not. The operating system loader, BIOS, or other firmware required at boot time or when installing the operating system would generally not be considered part of the operating system, though this distinction is unclear in the case of a rommable operating system such as RISC OS.

The facilities an operating system provides and its general design philosophy exert an extremely strong influence on programming style and on the technical cultures that grow up around the machines on which it runs.

Example operating systems include 386BSD, AIX, AOS, Amoeba, Angel, Artemis microkernel, BeOS, Brazil, COS, CP/M, CTSS, Chorus, DACNOS, DOSEXEC 2, GCOS, GEORGE 3, GEOS, ITS, KAOS, Linux, LynxOS, MPV, MS-DOS, MVS, Mach, Macintosh operating system, MINIX, Multics, Multipop-68, Novell NetWare, OS-9, OS/2, Pick, Plan 9, QNX, RISC OS, STING, System V, System/360, TOPS-10, TOPS-20, TRUSIX, TWENEX, TYMCOM-X, Thoth, Unix, VM/CMS, VMS, VRTX, VSTa, VxWorks, WAITS, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT.

2.3  Interfacce utente

Servono per permettere all'utente di svolgere operazioni comuni, ad es., spostare un file da una directory all'altra o lanciare un programma. In UNIX si hanno

• interfaccia testuale (sempre):
  • si ha a disposizione una riga dove si possono scrivere comandi.
  • la riga di comando è interpretata da una shell: piccolo ambiente di programmazione (variabili, controllo di flusso etc.), che prepara il comando da passare al SO vero e proprio; in uno stesso UNIX si possono usare diverse shell con caratteristiche leggermente diverse tra loro
  • sullo schermo compaiono eventuali risultati (output) del comando in formato testo

• interfaccia grafica (componente non essenziale):
  • X-windows (solo gestione della parte formale: cornici, bottoni, menu)
  • Scrivania (menu avvio, barre, strumenti tipo file manager)
  • contiene un terminale dove si può lavorare con interfaccia testuale; dal terminale si possono lanciare comandi che aprono nuove finestre

• vantaggi dell'interfaccia testuale
  • si hanno a disposizione molti più comandi di quanti non possano contenerne i menu
  • si possono combinare più comandi in una ``frase'' .

  Ad es:

  grep Error /var/log/httpd/access.log | wc -l

  esamina il file di statistiche del server HTTP selezionando le righe che contengono la parola ``Error'' (primo comando, fino alla ``|'' ) e poi le conta (secondo comando).

2.4  Caratteristiche di UNIX

Caratteristiche di UNIX rispetto ad altri Sistemi Operativi:

• multi-utente
• multi-processo
• "filosofia" = attrezzi (efficienti), combinabili

Insieme alle componenti fondamentali del sistema operativo, in UNIX si trovano sempre

• connettività in rete (TCP/IP)
• ambiente grafico (X-window system)

2.5  vantaggi e svantaggi di UNIX su Windows

cfr http://www.attivissimo.net/w2l1/03.htm

• vantaggi

  [potenza:]permette di fare più cose (adatto a fare da ``server'')

  [stabilità, sicurezza ,trasparenza:]si blocca meno; maggiore resistenza ai virus; migliore protezione (permessi di scrittura ed esecuzione); controllo totale (codice sorgente ``aperto'')

  [prezzo:]molte versioni di UNIX sono ``libere''; Linux si può copiare legalmente.

• svantaggi

  [sforzo iniziale:]ci vuole un po' di tempo per impararlo

  [minore offerta di programmi:]non adatto se dovete assolutamente usare un programma in particolare

  [aggiornamento hardware:]è difficile far funzionare un componente hardware di recente produzione

2.6  sw libero

In genere, si intende s/w libero = senza diritti d'autore (si può copiare legalmente)

Dibattito:

• alcuni pensano: siccome gli autori non possono guadagnarci, il s/w libero è di bassa qualità
• secondo altri: se gli strumenti intellettuali non sono coperti da diritto d'autore (es. ricerca scientifica, definizioni di standard, etc. ) il loro sviluppo è più rapido ed efficiente; a differenza della proprietà materiale, la proprietà intellettuale può essere remunerativa anche se non è esclusiva

Di fatto:

• i prodotti di maggior successo negli ultimi anni (TCP/IP, WWW, UNIX) sono privi di copyright
• la rinuncia alla segretezza dei codici sorgente è una strategia sempre più adottata per lo sviluppo del s/w (Mozilla, OpenOffice.Org)

Aspetto fondamentale: per favorire lo sviluppo, non è tanto importante che il s/w sia gratuito, quanto che sia modificabile (codice sorgente aperto)

2.6.1  definizione di software libero

(Basato su []e http://www.gnu.org/philosophy/free-sw.html)

Secondo la definizione più diffusa, è "libero" il s/w che permette a chiunque di:

1. usarlo;
2. studiare come funziona (accesso al codice);
3. ridistribuirlo;
4. modificarlo e distribuirlo modificato

Altre definizioni:

[s/w di dominio pubblico]= senza copyright né licenza (qualcuno può "appropriarsene")

[copyleft]= licenza che garantisce diritti di s/w libero, ma impone di mantenerlo libero (controesempio: X11, è distribuito con licenza libera, ma non impedisce restrizioni- alcune versioni sono a pagamento e sono le uniche a funzionare su un certo h/w)

[GNU Public License (GPL)]= particolare licenza con copyleft che permette anche l'uso commerciale del s/w

[s/w semi-libero]= s/w libero, ma senza permesso di trarne profitto

[freeware]= s/w gratuito, spesso senza sorgente

[shareware]= s/w gratuito per tempo limitato

Figure 3: vari tipi di software libero

Figure

2.7  UNIX come famiglia di sistemi operativi, liberi e non

Ci sono vari ``dialetti'' UNIX, catalogabili in due gruppi:

• UNIX commerciali (generalmente contengono almeno una parte dell'originale sorgente AT&T, e la relativa licenza)
• UNIX (più o meno) liberi: FreeBSD, NetBSD, ... (quelli con GPL sono: Linux, Hurd)

Note:

1. UNIX è un marchio registrato

   "UNIX® is a registered trademark of The Open Group""

   però di fatto si è trasformato in uno standard; è proprietà di un'organizzazione più interessata agli standard industriali che alla proprietà intellettuale. Ci sono test passati i quali un S.O. può dirsi legalmente UNIX.

2. Esiste uno standard ``puro'': POSIX. Praticamente, un sottoinsieme di UNIX®

   POSIX (Portable Operating System Interface):

   A set of IEEE standards designed to provide application portability between Unix variants. IEEE 1003.1 defines a Unix-like operating system interface, IEEE 1003.2 defines the shell and utilities and IEEE 1003.4 defines real-time extensions.

2.7.1  breve storia di UNIX

1969 Thompson (Bell Laboratories, NJ, USA)

Principali famiglie di discendenti (anni '80-'90):

[AIL]

I primi utenti di UNIX sono state le università, a cui in particolare questo sistema operativo veniva fornito a costo contenuto, ma senza alcun tipo di supporto tecnico, né alcuna garanzia. Proprio questa assenza di sostegno da parte della casa che lo aveva prodotto, stimolava la cooperazione tra gli utenti competenti, in pratica tra le università.

Il maggior fermento intorno a UNIX si concentrò presso l'università della California a Berkeley, dove a partire dal 1978 si cominciò a distribuire una variante di questo sistema operativo: BSD (Berkeley Software Distribution).

Per difendere il software prodotto in questo modo, nacque una licenza d'uso che rimane il progenitore della filosofia del software libero: la licenza BSD.

Per molto tempo, la variante BSD di UNIX rimase relegata all'ambito universitario o a quello di aziende che avevano acquistato i diritti per utilizzare il codice sorgente dello UNIX originale. Ciò fino a quando si decise di ripulire lo Unix BSD dal codice proprietario.

Il risultato iniziale fu 386BSD, che venne rilasciato nel 1992 con la versione 0.1. [...] si svilupparono altri progetti indipendenti per ottenere, finalmente, un sistema BSD libero. Il primo di questi fu nominato NetBSD, al quale si aggiunse subito dopo FreeBSD; più tardi, apparve anche OpenBSD.

[...]

Allo stato attuale, le tre varianti *BSD sono tutte riconducibili a BSD 4.4-Lite, dove le differenze più importanti riguardano le piattaforme hardware in cui possono essere installate e l'origine della distribuzione. Infatti, il punto di forza della variante OpenBSD, sta nel fatto di essere realizzata in Canada, da dove possono essere distribuiti anche componenti per la comunicazione crittografica.

2.8  Linux

Linux è un Sistema Operativo della famiglia UNIX con le seguenti caratteristiche:

• libero (GPL)
• POSIX

[``distribuzione'' Linux:]Linux kernel + comandi, shell + TCP/IP + X11 + Desktop Manager + ...

Sono a pagamento: (eventualmente) qualche ``abbellimento'' s/w non essenziale, la commercializzazione, la guida stampata, i CD.

Esempi di distribuzioni Linux:

• Debian
• Caldera
• RedHat
• Slackware
• SuSE
• ...

Nelle esercitazioni useremo RedHat 7.2.

2.9  GNU

GNU è un insieme di strumenti di s/w libero (comandi, shell, applicazioni) da usare ``sopra'' un kernel UNIX:  GNU/Hurd (Sistema Operativo composto dal kernel Hurd e da GNU), GNU/Linux

È un ``progetto'' creato dalla Free Software Foundation (FSF)

Da [AIL]:

Nel 1985, Richard Stallman ha fondato la FSF, Free Software Foundation, con lo scopo preciso di creare e diffondere la filosofia del «software libero». Libertà intesa come la possibilità data agli utenti di distribuire e modificare il software a seconda delle proprie esigenze e di poter distribuire anche le modifiche fatte.

Queste idee filosofiche si tradussero in pratica nella redazione di un contratto di licenza d'uso, la General Public License, studiato appositamente per proteggere il software libero in modo che non potesse essere accaparrato da chi poi avrebbe potuto impedirne la diffusione libera. Per questo motivo, oggi, il copyright di software protetto in questo modo, viene definito copyleft.

Il software libero richiede delle basi, prima di tutto il sistema operativo. In questo senso, l'obiettivo pratico che si prefiggeva Richard Stallman era quello di realizzare, con l'aiuto di volontari, un sistema operativo completo.

Nacque così il progetto GNU (Gnu's Not Unix), con il quale, dopo la realizzazione di un compilatore C, si volevano costruire una serie di programmi di servizio necessari nel momento in cui il cuore del sistema fosse stato completo.

Il progetto GNU diede vita così a una grande quantità di software utilizzabile sulla maggior parte delle piattaforme Unix, indirizzando implicitamente il software libero nella direzione dei sistemi di questo tipo.

Nel 1990 inizia lo sviluppo del kernel Hurd e intorno al 2000 inizia la distribuzione del sistema GNU/Hurd (sistema GNU basato su kernel Hurd).

3  UNIX: nozioni fondamentali

3.1  navigazione nel filesystem e gestione elementare di file e directory

NOTA: i comandi che appaiono sottolineati, come less, non sono UNIX, ma estensioni GNU che comunque si trovano nella maggior parte delle distribuzioni di Linux

3.1.1  login, logout e exit; sintassi di un comando; il comando passwd

• maiuscole e minuscole sono diverse!
• la shell: invito ai comandi (prompt)
• sintassi di un comando:
  • una riga di comando è ciò che si digita al prompt, fino al tasto <invio> (o fino al primo ``;'')
  • la riga di comando è costituita di parole separate da uno o più spazi
  • la sintassi di un comando è sempre

  comando [opzioni] argomento1 argomento2 ...

  [comando:]la prima parola

  [opzioni:](o switch) parole che cominiciano con il carattere ``-'' e stanno tra comando e argomenti (cambiano il comportamento del comando)

  [argomenti:]tutte le parole dopo il comando e le eventuali opzioni

  Es:

  date 
  date -u 
  grep Rossi elenco.txt 
  grep -i Rossi elenco.txt 
  tar --help

• un comando importante: passwd (oppure yppasswd)
• logout  e  exit

  exit è il comando generico di uscita dalla shell (funziona sempre); logout fa uscire solo da shell di login.

3.1.2  utenti e gruppi; who e finger

• si accede sempre come un utente
• utenti hanno accesso differenziato a diverse risorse
• utenti sono riuniti in gruppi; anche i gruppi hanno accesso differenziato a risorse
• l'utente root (=radice) ha tutti gli accessi: serve per gestione sistema (non lo trattiamo qui)
• un utente ha:
  • nome
  • password
  • gruppo di appartenenza
  • (nome reale)
  • directory di partenza (home directory); in generale, per l'utente tizio, è

  /home/tizio

  • shell di partenza

• who
• finger, finger utente

  finger fa vedere gli utenti collegati, in un modo simile a who; con finger utente si ottengono informazioni su qualunque utente, anche se non collegato

3.1.3  file e directory; directory corrente e directory genitrice;ls, pwd e cd

• il file è l'unità fondamentale di informazione dal punto di vista del sistema operativo:

  può essere un documento, un insieme di dati in forma binaria, un programma

• i file sono organizzati in un sistema a directory ramificato che parte da una radice

          ramo

         .----->o

         |            .------>o

         |    ramo    |

  radice o----------->o-------->o nodo

         |

         `------->o nodo

   

  ogni nodo può essere terminale (file) o ramificato (directory);

  in altre parole, una directory può contenere

  • file
  • (sotto-)directory

• in ogni momento ci si trova su una directory (la directory corrente): per sapere quale, dare

  pwd

  per conoscere il contenuto della directory corrente, dare

  ls

• per cambiare directory, dare

  cd nuovadirectory

  in particolare, per andare alla directory ``genitrice'' (=sopra la corrente, cioè all'indietro verso la radice):

  cd ..

3.1.4  percorso assoluto e relativo

In UNIX ogni oggetto (file o directory) può essere sempre identificato in tre modi:

1. se si trova sulla directory corrente, con il semplice nome (es. pippo o gigi)
2. se non si trova sulla directory corrente, facendo precedere il nome dal percorso da compiere (cioè la sequenza di directory da attraversare) per arrivare all'oggetto. Il percorso (path) può essere specificato in modo
   1. relativo: cioè a partire dalla directory corrente. In questo caso, il nome non comincia mai con la barra (/).

      es: se ci si trova sulla directory /home/tizio/, il primo file si chiama

      ese/pippo

   2. assoluto: a partire dalla radice (/). In questo caso, il nome comincia sempre con la barra.

      es: il percorso assoluto per i due file evidenziati è, rispettivamente:

      /home/tizio/ese/pippo

      /home/infochim/wrk/e3/gigi

3.1.5  le directory ''.'',  ''..''  e ''~'' ;

Ci sono dei nomi speciali di directory:

[..]la directory "genitrice" (l'abbiamo già vista nel comando cd)

[.]la directory corrente

[~]la mia home directory

[~tizio]la home directory dell'utente tizio

• .  ..  ~  sono directory diverse a seconda di dove ci si trova e di che utente siamo.
• riferirsi a un file come ./pippo o come pippo è identicamente la stessa cosa.

3.1.6  lista di una directory diversa dalla directory corrente: ls dir

Il comando

ls dir

Note

1. La stessa cosa si può ottenere portandosi sulla directory e dando il comando ls:

   cd dir

   ls

2. Un comando equivalente a ls è

   ls .

3.1.7  nomi di file e directory; file e directory nascosti; ls -a

• nomi dei file e directory: non c'è alcuna limitazione vera e propria, ma sono assolutamente da evitare caratteri che hanno significato speciale: spazi, /!@#$%&*([{}])<>' etc. Caratteri permessi: ABC...Z, abc...z ``_'', ``-`` ``.''
  • notare che in Windows si fa largo uso di spazi nel nome di un file; in UNIX gli spazi separano parole, cioè argomenti diversi di un comando

• il carattere iniziale ".": directory e file "nascosti";

  si possono vedere con l'opzione -a di ls:

  ls -a

3.1.8  permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei file; ls -l

• ogni file appartiene ad un utente e a un gruppo
• permessi:

  ogni file può avere il permesso di

  • lettura (r)
  • scrittura (w)
  • esecuzione (x)

  e questi permessi possono essere in relazione a

  • utente
  • gruppo
  • tutti gli altri

  si esprimono con una stringa di nove caratteri:

ls -l

Es:

-rw-r--r-- 1 infochim chimica 6661 Nov 12 15:30 Mailbox

significa: leggibile e scrivibile, ma non eseguibile, dall'utente (infochim); solo leggibile dagli appartenti al gruppo (chimica); solo leggibile da tutti gli altri

Le altre informazioni che vengono stampate con questo comando (le ultime colonne prima del nome del file) sono la data e l'ora di ultima modifica del file.

N.B. si possono combinare le opzioni -l e -a, in uno qualunque dei seguenti modi

ls -l -a

ls -a -l

ls -la

ls -al

3.1.9  comandi per gestire file: cp, mv, rm

[rm]rimuove (cancella)

[cp]copia

[mv]sposta (rinomina)

Notare il comportamento di cp e mv:

• la sintassi è:

comando origine ... destinazione

• si comportano in modo diverso a seconda che destinazione sia un file o una directory. Ad esempio:

3.1.10  comandi per gestire directory: mkdir e rmdir

• per creare una directory:

mkdir directory

• per rimuovere una directory:

rmdir directory

per poterla rimuovere, la directory deve essere vuota

3.1.11  vedere il contenuto di un file: cat, more, less

• per visualizzare sullo schermo il contenuto di un file:

  cat file

• lo stesso, ma una schermata per volta:

  more file

• lo stesso,con la possibilità di scorrere anche all'indietro:

  less file

3.1.12  cambiare il contenuto di un file: gli editor di testo vi e emacs

• editor di testo: sono adatti per editare file di testo non formattati, come programmi, semplici liste, etc; documenti formattati in genere contengono istruzioni di formattazione codificate (es. MS Word) e possono essere modificati solo dal programma che li ha creati o da uno compatibile. Controesempio: documenti in HTML, le istruzioni di formattazione sono scritte in chiaro
• vi è un editor di testo rudimentale, scomodo da usare. Vantaggio:
  • fa parte del S. O. , lo trovate sempre
  • può essere usato in condizioni di ristrettezza di risorse (es. collegamento remoto)

• emacs è un programma GNU; è il miglior editor di testo disponibile. In ambiente grafico apre una finestra a sè con barra dei menu e funzionamento abbastanza intuitivo

  per editare un file:

  emacs file

3.1.13  manuali

[man comando]guida esauriente su comando (qualche pagina)

[whatis comando]definizione (una riga)

[apropos xxx]lista di comandi che hanno a che vedere con l'argomento xxx

man passwd; whatis ls; apropos calendar

3.2  proprietà delle shell

queste sono proprietà per lo più comuni a tutte le shell

3.2.1  reindirizzamento di input e output, pipeline

In UNIX, i dati prodotti da un comando sono detti standard output e quelli forniti al comando sono detti standard input. Questi flussi di dati in generale sono associati così:

date	stampa la data e l'ora
date > a.000	mette il risultato nel file a.000
wc -w < a.000	conta le parole nel file a.000

Gli ultimi due comandi possono essere combinati in una pipeline, senza passare attraverso il file a.000:

date | wc -w

conta le parole nell'output di date

Nota: una pipeline può essere costituita da più di due comandi in fila:

comando1 | comando2 | ... | comando99

comando1 < file1 | comando2 | ... | comando99 > file99

3.2.2  esecuzione di comandi in serie, parallelo e background; ps e jobs

Quando si dà un comando dal prompt, non è possibile dare ulteriori comandi finché questo non è terminato. Dal prompt però si possono però dare due o più comandi per volta:

[esecuzione in serie:]per eseguire due comandi in successione (o serie):

comando1 ; comando2

Il sistema esegue comando1 , aspetta che sia terminato, poi esegue comando2

[esecuzione in parallelo:]per eseguire due comandi in contemporanea (o parallelo):

comando1 & comando2

Il sistema esegue comando1 e senza aspettare che sia terminato esegue comando2

[esecuzione in background:]per eseguire un comando in sottofondo (background):

comando &

Il sistema esegue comando in sottofondo e presenta il prompt per nuovi comandi.

• L'esecuzione in parallelo può essere vista come un caso particolare di quest'ultimo, in cui comando1 viene eseguito in background e comando2 viene eseguito in superficie
• Ogni comando che viene eseguito sulla macchina viene detto processo e ad esso è assegnato un numero d'ordine unico.

  Per vedere tutti i processi, dare il comando ps. Esempio:

  $ ps 
    PID TTY          TIME CMD 
  17686 pts/3    00:00:00 tcsh 
  18829 pts/3    00:00:00 ps

• Una successione di uno o più processi lanciati con un unico comando (ad esempio, una pipeline) viene detta job. In particolare, se il job è eseguito in background ad esso è assegnato un numero d'ordine, che è unico per una sessione di shell (p. es. un terminale). Il numero del job viene scritto tra parentesi quadre sul terminale al momento che esso è lanciato. Es:

  $ emacs&

  [1] 10301

  Il secondo numero che viene scritto è il numero di processo dell'ultimo processo del job.

  Per vedere su terminale la lista di tutti i job, dare il comando jobs

  $ cat gigafile | sort &  
  [2] 10334

  $ jobs 
  [1]  + Running                       emacs 
  [2]  - Running                       cat gigafile | sort &

Notare che ad ogni comando del job 2 (cat e sort) viene assegnato un distinto numero di processo:

$ ps 
10284 pts/0    00:00:00 bash 
10301 pts/0    00:00:00 emacs 
10333 pts/0    00:00:00 cat 
10334 pts/0    00:00:00 sort 
10335 pts/0    00:00:00 ps

3.2.3  interruzione di processi

[Ctrl-C]arresta definitivamente il comando che si sta eseguendo

[Ctrl-Z]interrompe temporaneamente il comando che si sta eseguendo e rende il prompt; per ripristinarlo:

• fg (lo ripristina in superficie o foreground)
• bg (lo ripristina in background)

kill numero-processo

kill %numero-job

3.2.4  sostituzioni: nomi di file

Nei nomi di file si possono usare caratteri ``jolly'':

Esempio: supponiamo che la directory corrente contenga i file

lettera.doc 
memo.txt 
riassunto.doc 
CV.doc

1. Il comando

   cp *.doc ~ /backup-dir

   si traduce nel comando

   cp lettera.doc riassunto.doc CV.doc ~ /backup-dir

   che copia i tre file nella directory ~ /backup-dir

2. Attenzione! Il comando

   cp lettera.doc *.txt

diventa

cp lettera.doc memo.txt

che copia il primo file nel secondo, distruggendolo!

0.10 NOTA: in DOS, il comando

0.10

copy lettera.doc *.txt

0.10 significa invece

0.10

copy lettera.doc lettera.txt

3.2.5  altre sostituzioni

Oltre a quella sui nomi di file, la shell esegue una serie di sostituzioni sulla riga di comando. Ogni sostituzione è distinta da un carattere speciale.

3.2.6  proteggere da sostituzione

Quando si vuole usare un carattere speciale senza operare sostituzioni, lo si può proteggere:

[]protegge carattere successivo

['']protegge tutto il testo contenuto tra ' e '

[""]protegge una frase, tranne $ ` e (che vengono interpretati)

[Es:] 

$ cd /  
$ echo come va? 
come var 
$ echo come va? 
come va? 
$ echo 'questo carattere si chiama tilde: ~'  
questo carattere si chiama tilde: ~  
$ echo questo carattere si chiama tilde: ~  
questo carattere si chiama tilde: /home/infochim

3.2.7  esempi

1. esaminare l'output di un comando una schermata alla volta

   last	fa vedere tutte le ultime sessioni su questo computer
   last > a.0	scrive il risultato su a.0
   less a.0	legge il risultato una schermata alla volta
   last | less	combina i due comandi in uno solo

2. selezionare nomi in un elenco telefonico

   grep Acciai telefonico.txt	seleziona righe che contengono Acciai
   grep 'Acciai ' telefonico.txt	elimina Acciaioli
   grep 'Acciai ' telefonico.txt > a.0	mette il risultato su a.0
   sort -k2 a.0	ordina le righe di a.0 secondo il nome (seconda parola)

   Lo stesso risultato si ottiene con l'unico comando

   grep 'Acciai ' telefonico.txt | sort -k2

3. contare gli atomi di idrogeno in un file PDB compresso

   uncompress -c a.pdb.Z	decomprime il file su standard output
   uncompress -c a.pdb.Z > a.pdb	decomprime il file su a.pdb
   grep ' H ' a.pdb > idrogeni	seleziona le righe che contengono atomi di H, e le mette in un nuovo file
   wc -l idrogeni	conta le righe di questo nuovo file

   Lo stesso risultato si ottiene con l'unico comando

   uncompress -c a.pdb.Z | grep ' H ' | wc -l

4. Statistiche sugli utenti del sistema

   ypcat passwd > a.pw	visualizza tutti gli utenti definiti sul sistema
   wc -l a.pw	conta le righe di a.pw
   echo ci sono `ypcat passwd | wc -l` utenti	scrive quanti sono gli utenti definiti
   grep :2000: a.pw	seleziona solo gli utenti di chimica (gruppo 2000)
   sort -t: -k3 a.pw	ordina gli utenti secondo il numero utente (terzo campo)

5. Statistiche sugli utenti del sistema

   find ~ -mtime +30	visualizza tutti i miei file non modificati negli ultimi 30 giorni
   mv `find ~ -mtime +30` ~/oldfiles/	li sposta nella directory oldfiles

3.2.8  schema riassuntivo delle proprietà della shell

input e output  

3.3  lista di comandi utili

guide  

man     - format and display the on-line manual pages

apropos - search the whatis database for strings

whatis  - search the whatis database for complete words

file, directory, dischi  

ls     - list directory contents

rm     - remove files or directories

mv     - move (rename) files

cp     - copy files and directories

cd     - Change working directory

pwd    - print name of current/working directory

mkdir  - make directories

rmdir  - remove empty directories

chmod  - change file access permissions

chown  - change file owner and group

find   - search for files in a directory hierarchy

df     - report filesystem disk space usage

du     - estimate file space usage

manipolazione di file  

cat     - concatenate files and print on the standard output

more    - file perusal filter for crt viewing

less    - opposite of more

sort    - sort lines of text files

head    - output the first part of files

tail    - output the last part of files 

grep    - print lines matching a pattern

wc      - print the number of bytes, words, and lines in files

diff    - find differences between two files

sed             - a Stream EDitor

gawk [awk]      - pattern scanning and processing language

stampa e simile  

lpr     - off line print

lpq     - spool queue examination program

echo    - display a line of text

archiviazione e compressione  

tar     - The GNU version of the tar archiving utility

compress [uncompress] - compress and expand data

gzip    - compress or expand files

passwd   - update a user's authentication tokens(s)

yppasswd - change your password in the NIS database

finger   - user information lookup program

who      - show who is logged on

w        - Show who is logged on and what they are doing

ps       - report process status

kill     - terminate a process

3.4  vi

(ottimo manuale: http://www.geek-girl.com/Unixhelp/vi/index.html  [UHU])

concetti base  

• modalità di operazione
  • modalità comando
  • modalità inserimento

• il registro (buffer)

avviamento e apertura di file  

• un file esistente
• un file nuovo
• senza argomenti

salvare e uscire  

[:w [nomefile]]salvare

[:q]uscire

[:wq]salvare e uscire

[:q!]uscire senza salvare

inserimento di testo  

[a]inserire testo dopo il cursore

[i]inserire testo prima del cursore

[o]aggiungere una riga sotto

[O]aggiungere una riga sopra

muoversi  

[l]cursore a destra

[h]cursore a sinistra

[k]cursore su

[j]cursore giù

cancellare  

[x]carattere

[dh]carattere precedente

[dd]intera riga

[d$]fino a fine riga

[p]annulla ultima cancellazione

cercare e sostituire  

[/]cercare una serie di caratteri

[?]cercare una serie di caratteri, all'indietro

[n]cercare di nuovo in avanti

[N]cercare di nuovo indietro

[:s/abc/xyz]sostituire abc con xyz su una riga

[:g/abc/s//xyz/gc]sostituire abc con xyz in tutto il documento, in modalità interattiva

4  UNIX: Approfondimenti

4.1  Regular Expression (espressioni regolari o formali)

• Sono espressioni che descrivono sequenze di caratteri. Vengono usate in funzioni e comandi (come grep o awk) che effettuano una ricerca di sequenze di caratteri all'interno di righe o stringhe.
• Si dice che c'è corrispondenza (match) tra una RE e una sequenza di caratteri contenuta in una stringa (e v.v.)
• La forma più semplice di una RE è una pura sequenza di caratteri, che corrisponde soltanto alla sequenza stessa:

Es: La RE /ranc/ corrisponde alla sequenza "ranc" contenuta sia nella stringa "Francesco" che nella stringa "melarancia"

• Con caratteri speciali si possono costruire RE che corrispondono a più di una sequenza di caratteri. Ad es., il punto (.) rappresenta un qualsiasi carattere.

Es: /or.o/ corrisponde sia a "orto" che a "orco", che a ...

Una RE è composta da:

elemento:	corrisponde a:
c	il carattere (non-speciale) c
c	il carattere speciale c, preso letteralmente. Caratteri speciali: .*[]$-\"'
.	qualsiasi carattere
[abc...]	uno qualsiasi dei caratteri abc...
[v-z]	= [vwxyz]
[abc...]	qualsiasi carattere eccetto abc...
[v-z]	= [vwxyz]
	inizio stringa
$	fine stringa

che si possono combinare nel modo seguente:

r1r2	l'espressione r1 seguita dall'espressione r2
r*	l'espressione r ripetuta zero o più volte
r+	l'espressione r ripetuta una o più volte

Esempi:

In generale, una RE corrisponde alla stringa più lunga possibile.

Es: 

nella stringa "tanto va la gatta al lardo", la RE /ta.*a/ corrisponde alla sottostringa "tanto va la gatta al la".

4.2  awk

4.2.1  caratteristiche generali

• È un comando che serve per elaborare file (di testo o numerici).

Es:

awk '{print $1}' /etc/hosts

• Di fatto, è un linguaggio di programmazione interpretato, con sua sintassi e comandi. Si possono scrivere programmi in awk.
• C'è uno standard POSIX di linguaggio awk.
• Su Linux RedHat trovate la versione GNU di awk che si chiama anche gawk

4.2.2  manuali

• http://www.gnu.org/manual/gawk/index.html
• man awk

4.2.3  sintassi del comando awk

Da man awk:

SINTASSI

      awk [ opzioni ] testo-del-programma file ...

      awk [ opzioni ] -f file-di-programma file ...

• si possono dare istruzioni
  • O sulla riga di comando (poche istruzioni, cfr. esempio precedente)
  • O in un programma già scritto, con l'opzione -f

• awk è sempre dipendente da un file. (C'è comunque un "trucco" per eseguire un programma senza file di input)

4.2.4  istruzioni di awk

• processa una riga (record) dell'input alla volta
• su ciascuna riga esegue tutte le istruzioni, nell'ordine

Le istruzioni sono sempre del tipo

pattern {action}

Esempio:

awk '/polosci/ {print $1,$2}' /etc/hosts

4.2.5  Campi

Ogni volta che awk legge un record lo spezza in campi, usando il valore della variabile FS (espressione regolare) come separatore di campo (default=sequenza di spazi o un tabulatore o un accapo). Se FS è un singolo carattere, i campi sono separati da quel carattere.

Es: il file /etc/passwd ha il formato user:password:userid:groupid:name:home:shell

xavier:x:1224:1000:Francesco:/home/xavier:/bin/bash

4.2.6  Variabili

Si possono definire ed utilizzare delle variabili:

r=25.

b="ciao"

crf=r*2*3.14

I loro valori sono numeri in virgola mobile, o stringhe, o entrambe le cose, a seconda di come sono usati.

AWK dispone di vettori monodimensionali (i vettori multidimensionali possono essere simulati):

x[i]=15

4.2.7  Sequenze (pattern)

• espressioni regolari riportate tra / e /
• oppure: espressioni relazionali
  cioè quelle che usano (tra gli altri) gli operatori
  ==      !=   <   >       <=      >=
• combinazioni di pattern, ad esempio con operatori logici &&     ||
• BEGIN e END

4.2.8  azioni

Le istruzioni possono essere assegnamenti o istruzioni condizionali o iterative o di I/O come si trovano nella maggior parte dei linguaggi.

Gli operatori, le  strutture di controllo e le istruzioni di input/output ricalcano le corrispondenti del linguaggio C

Operatori  

+ - * /        etc.

Istruzioni di controllo  

if (condizione) istruzione [ else istruzione ]

exit 

Istruzioni di I/O  

print [expr-list]

next

Funzioni predefinite  

• numeriche: cos(), exp(), ...
• di stringa; es length()

4.2.9  un semplice esempio

Nel file ~infochim/wrk/esercitaz sono riportati i punteggi ottenuti nelle prime due esercitazioni dai vari studenti del corso. Il file contiene nell'ordine: nome account, turno, punteggio eserc.1, punteggio eserc. 2:

acciai       D 2 5

allegra      A 2 3

allegri      A 0 0

arturoni     A 2 5

...

                {s=s+$3;n=n+1}

END             {print "media= ",s/n}

awk -f media.awk esercitaz

media= 1.54082

/A/             {s=s+$3;n=n+1}

Un sistema più corretto e sicuro è richiedere che la A si trovi nel secondo campo. In questo caso il pattern deve essere non un'espressione regolare, ma un'espressione relazionale:

$2=="A"         {s=s+$3;n=n+1}

                {print $0, $3+$4}

$4 > 3

5  APPLICAZIONI SU UNIX

5.1  gnuplot

• È un programma che serve per diagrammare
  • file di dati
  • oppure funzioni

• Si lancia con 'gnuplot'
• Il comando principale è 'plot'

per diagrammare un file di dati esistente:  

plot 'a.0'	usa la prima colonna come x, la seconda come y
plot 'a.0' using 1:3	"  "  "    "    , la terza come y
plot [1:10] 'a.0'	nell'intervallo [x=1, x=10]
plot [1:10][-100:100] 'a.0'	nell'intervallo [x=1, x=10] e [y=-100, y=100]
plot 'a.0' with lines	formato del diagramma

per diagrammare una funzione:  

plot sin(x)

100 punti nell'intervallo [x=-10,x=10]

• si possono definire costanti e funzioni
• Per uscire: quit
• Per guida: help

Esempio: il pH di una soluzione per aggiunta di base forte.   

Per diagrammare i punti sperimentali contenuti nel file ~infochim/wrk/titol e la curva teorica pH(x) = 14+log₁₀(x) tra x = 0.01 e x = 1 :

cd ~infochim/wrk

gnuplot

gnuplot> plot [0.01:1] 'titol', 14.+log(x)/log(10.)

5.2  grafica molecolare: jmol (openscience)

5.3  esercizi

calcolo proprietà di una molecola da geometria:

• dipolo
• centro di massa, momento di inerzia

6  Note

6.1  nota: la tastiera

UNIX fa uso di alcuni caratteri che non sono presenti sulle tastiere italiane. Sui calcolatori dell'aula didattica (aula 40) questi caratteri si ottengono con le seguenti combinazioni:

References

[]

M. A. Ricar, Linux flash - Apogeo, 1999 -ISBN 88-7303-506-X

[]

B.W. Kernighan, R. Pike, UNIX - Zanichelli, 1989 - ISBN 88-08-04376-2

[]

R. Petersen, Linux: the Complete Reference, Sec - Osborne McGraw-Hill, 1998 - ISBN 0-07-882461-3

[]

Appunti di Informatica Libera:.http://www.pluto.linux.it/ildp/AppuntiLinux/a2.html

[]

A Brief Introduction to Unix: http://staff.washington.edu/~corey/unix-intro+man.html

[]

Unix Help for Users: http://www.geek-girl.com/Unixhelp/

[]

Unix is a Four-Letter Word:http://www.caspur.it/guidautenti/unix/4ltrwrd/