Навигация в файловой системе #

Работа с файловой системой #

Презентацию можно посмотреть по ссылке.

Видео-запись: Rutube

Рассматриваемые команды #

Команды Bash #

pwd - узнать текущий рабочий каталог.
- Документация по команде pwd
cd - изменить текущий рабочий каталог.
- Абсолютная и относительная адресация. Команда cd

Приложения #

ls - показать содержимое каталога.
- Документация по приложению ls

Документация #

Навигация по файловой системе

Относительные и абсолютные пути #

В рамках занятия необходимо научиться работать с относительными и абсолютными путями при работе с файловой системой.

Абсолютный путь является де-факто уникальным идентификатором файла (и каталога) в рамках дерева файловой системы. Его можно использовать для обращения к каталогу или файлу вне зависимости от других факторов. Минусом абсолютного пути является то, что приходится набирать все части пути, он длинный. Ключевая особенность абсолютного пути — он начинается с символа /, корня файловой системы.

Альтернативой абсолютному пути является относительный путь, который строится относительно текущего рабочего каталога. Текущий рабочий каталог у любого приложения, которое запущено в системе, включая командный интерпретатор. Из текущего рабочего каталога и относительного пути формируется абсолютный путь к файлу: Абсолютный путь = текущий рабочий каталог + относительный путь. Относительный путь начинается либо с ./, либо с имени каталога.

Если Вы собираетесь активно взаимодействовать с файловой системой, то наилучший вариант решения данной задачи:

Изменить текущий рабочий каталог на каталог, который ближе всего находится ко всем файлам, с которыми будете взаимодействовать.
Формировать относительные пути для файлов, с которыми надо взаимодействовать.

Может быть потребуется открыть несколько командных интерпретаторов для решения задач в каждом из целевых каталогов.

Задачи на изучение относительных и абсолютных файлов #

Внимание. Перед выполнением каждого основного пункта задачи переходите в каталог /usr/share, используя абсолютный путь.

Используя абсолютный путь перейдите в каталог /usr.
1. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
2. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /usr: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
3. Вернитесь в каталог /usr/share используя - в качестве аргумента приложению cd.
Используя относительный путь перейдите в каталог /usr.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /usr: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls. Сравните вывод с первой командой.
3. Сравните данную команду с предыдущей. Какую из них следовало использовать для перехода в каталог /usr?
4. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути.
Используя абсолютный путь перейдите в каталог /usr/share/doc/bash.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /usr/share/doc/bash: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути.
Используя относительный путь перейдите в каталог /usr/share/doc/bash.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /usr/share/doc/bash: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls. Сравните данный вывод с выводом ls в прошлый раз.
3. Сравните команды с относительными и абсолютными путями. Какую из них следовало использовать для перехода в данный каталог?
4. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью абсолютного пути.
Используя абсолютный путь перейдите в корневой каталог, /.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью абсолютного пути.
Используя относительный путь перейдите в корневой каталог.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls. Сравните данный вывод с выводом ls в прошлый раз.
3. Сравните команды с относительными и абсолютными путями. Какую из них следовало использовать для перехода в данный каталог?
4. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути. Чем данный путь отличается от абсолютного?
Используя абсолютный путь перейдите в каталог /etc/sysconfig.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /etc/sysconfig: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути.
Используя относительный путь перейдите в каталог /etc/sysconfig.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог /: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls. Сравните данный вывод с выводом ls в прошлый раз.
3. Сравните команды с относительными и абсолютными путями. Какую из них следовало использовать для перехода в данный каталог?
4. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью абсолютного пути.
Используя специальное сокращение, ~, перейдите в домашний каталог пользователя.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью абсолютного пути.
Используя поведение по умолчанию команды cd перейдите в домашний каталог.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути.
Используя абсолютный путь перейдите в домашний каталог пользователя.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью абсолютного пути.
Используя относительный путь перейдите в домашний каталог пользователя.
1. Удостоверьтесь, что вы перешли в целевой каталог: проверьте приглашение и используйте команду pwd для проверки.
2. Посмотрите содержимое каталога с помощью команды ls.
3. Какую из этих четырёх форм возвращения в домашний каталог следует использовать и почему?
4. Вернитесь в каталог /usr/share с помощью относительного пути.

Работа с несколькими командными интерпретаторами #

При выполнении сложных действий над файлами или при выполнении нескольких задач одновременно зачастую используется подход с запуском нескольких эмуляторов терминала. Рассмотрим поведение текущего рабочего каталога при работе с несколькими командными интерпретаторами.

Откройте второй эмулятор терминала, запустив его из меню запуска задач, приложение «Терминал». Одновременно у вас должно быть запущено несколько эмуляторов.
В первом эмуляторе терминала перейдите в каталог /tmp/.
1. С помощью команды pwd удостоверьтесь, что находитесь в данном каталоге.
2. Узнайте текущий рабочий каталог во втором эмуляторе терминала.
3. Сравните их между собой. Что происходит в первом эмуляторе терминала при изменении рабочего каталога во втором терминале.
В первом эмуляторе терминала откройте новую вкладку. Для этого выберите меню «Файл» -> «Новая вкладка».
1. Сравните текущий рабочий каталог в каждой вкладке терминала.
2. Измените текущий рабочий каталог в первой вкладке терминала. Что произошло с текущим рабочим каталогом во второй вкладке?

Структура файловой системы GNU/Linux #

Для того, чтобы в ОС от разных производителей могли быть запущены различные приложения в GNU/Linux был сформирован стандарт. Стандарт называется Filesystem Hierarchy Standard, в котором описывается структура файловой системы и местонахождение ряда ключевых файлов для ОС.

Нельзя сказать, что этому стандарту на 100% соответствует файловая система каждого дистрибутива Linux, однако большая его часть соблюдается во всех. Это позволяет пользователям за разумное время переходить с одного дистрибутива на другой. А самое главное: разработчикам можно уверенно создавать свои решения для данной платформы.

Знакомая структура позволяет:

Разработчикам корректно разместить файлы своего приложения.
Пользователям находить приложения, документацию.
Администраторам вносить конфигурацию системы.

Ниже представлен краткое описание ключевых каталогов, которые можно найти в файловой системе Linux дистрибутивов.

При рассмотрении каждого каталога рекомендуется посмотреть содержимое данного каталога с помощью приложения ls. Передавайте путь к интересующему каталогу в качестве аргумента для приложения ls.
Для сравнения вывода приложения ls рекомендуется запускать файловый менеджер с графическим пользовательским интерфейсом.

Корневой каталог ФС #

/ — корневой каталог, содержащий всю файловую иерархию

/bin содержит исполняемые файлы и приложения, необходимые системы для запуска и функционирования.
/boot содержит ядро ОС и настройки загрузчика.
/dev содержит файлы, соответствующие физическим и логическим устройствам компьютера, которые воспринимает ядро ОС.
/etc содержит конфигурационные файлы для всех приложений и системных служб, почти все файлы тут являются текстовыми. Тут также могут находится исполняемые файлы, которые производят настройку системы.
/home содержит домашние каталоги для обычных пользователей ОС. В них пользователи хранят свои данные. Обычно самый большой каталог в системе, которая установлена на настольном компьютере.
/lib содержит файлы разделяемых библиотек, которые используются ключевыми приложениями ОС. В дистрибутивах Linux по возможности устанавливается одна версия библиотеки, которая используется множеством приложений.
/media в современных дистрибутивах используется для автоматического подключения съёмных дисков: флеш-носителей, DVD-дисков. В ALT Linux данные каталоги находятся в /run/.
/mnt в старых дистрибутивах использовалась для ручного подключения носителей, в том числе съёмных.
/opt используется для установки «опционального», дополнительного, ПО. Обычно используется для установки коммерческого ПО.
/proc предоставляет доступ к виртуальной ФС, предоставляемой самим ядром ОС. Файлы в этой директории позволяют считать или изменить состояние ядра Linux.
/root домашний каталог суперпользователя root.
/run каталог с временными файлами, необходимыми для системных приложений для поддержания своей работы или корректного завершения. Очищается при выключении компьютера.
/sbin содержит исполняемые файлы, необходимые для настройки системы, системные приложения. Данные приложения обычно используются системным администратором.
/srv содержит данные, специфичные для данного сервера, например файлы пользователей FTP-сервера.
/sys содержит информацию об устройствах, драйверах и некоторых функциях ядра.
/tmp содержит временные файлы, создаваемые различными приложениями во время своей работы. Зачастую очищается при перезагрузке.

Каталог `/usr` #

/usr является наверное самым большим каталогом в обычной установке Linux, так как содержит приложения и файлы, необходимые для их работы

/usr/bin содержит исполняемые файлы, которые устанавливаются средствами самого дистрибутива ОС. Зачастую содержит тысячи файлов.
/usr/include содержит стандартные заголовочные файлы для языка Си.
/usr/lib содержит разделяемые библиотеки для исполняемых файлов в /usr/bin и /usr/sbin.
/usr/local предназначен для установки приложений не через стандартные средства установки приложений дистрибутива. По структуре аналогично дереву каталогов /usr.
/usr/sbin содержит исполняемые файлы для выполнения различных задач системного администрирования.
/usr/share содержит данные, которые используются приложениями из /usr/bin. Включает в себя иконки, звуковые файлы, настройки по умолчанию.
/usr/share/doc содержит документацию по установленным приложениям. В ряде дистрибутивов по умолчанию достаточно пуста и требует установки специальных пакетов с документацией.

Каталог `/var` #

/var в отличие от большинства предыдущих каталогов предназначен для хранения изменяемых данных. Примерами таких данных являются: содержимое баз данных, журналы работы приложений и так далее. Данный каталог наряду с каталогом /srv может быть самым большим для сервера, на котором запущены службы СУБД и так далее.

/var/cache содержит кэш для работы различных приложений.
/var/lib содержит собственно данные, обрабатываемые различными приложениями: базами данных, пакетными менеджерами и т.д.
/var/lock содержит lock-файлы, которые нужны для отображения занятых ресурсов.
/var/mail содержит данные почтового сервера.
/var/opt дополнительные данные, управляемые приложениями из каталога /opt.
/var/spool содержит задачи для дальнейшей обработки, например задачи для печати документов.
/var/tmp содержит временные файлы, которые должны сохраниться после перезагрузки.

Сравнение с известными структурами файловых систем #

Для каждого каталога, который находится в корне файловой системы GNU/Linux приведите соответствующие примеры из файловой системы знакомой Вам операционной системы.

Компиляция приложений на языке Си #

Для выполнения компиляции приложения необходимо иметь установленный компилятор языка. Основным компилятором в GNU/Linux является компилятор GCC, Gnu C Compiler.

Для установки компилятора в дистрибутиве ALT Linux выполните следующие команды с правами суперпользователя:

apt-get update
apt-get install gcc

После установки компилятора можно выполнить компиляцию простого приложения состоящего из одного файла app.c следующим образом:

gcc -o test_app app.c

Рассмотрим следующее простое приложение:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
  printf("Привет, мир!\n");
}

Затем получившийся исполняемый файл можно запустить, указав на месте команды полный путь к исполняемому файлу. Или относительный путь, начинающийся с точки. Рассмотрим пример запуска:

$ ./test_app
Привет, мир!
$ /home/user/test_app
Привет, мир!
$

Текущий рабочий каталог в приложении на языке Си #

Концепция текущего рабочего каталога присутствует в любом приложении. В рамках системы POSIX предоставляются следующие системные вызовы:

getcwd для выяснения текущего рабочего каталога.
chdir для изменения текущего рабочего каталога.
realpath для преобразования любого пути в абсолютный путь.
basename для получения пути к каталогу, в котором находится файл.

Задача на управление путями #

Реализуйте приложение, которое будет выполнять задачу № по выполнению переходов по относительным а абсолютным путям. Запустите приложение и проверьте, что оно полностью выполняет возложенную на него задачу.

Исходный код приложения можно на настоящем этапе формировать в графическом редакторе.

Задача на понимание рабочего каталога #

Реализуйте приложение, которое будет выполнять следующие действия:

Выводить абсолютный путь к текущему рабочему каталогу.
Выводить путь к приложению, который использовался для запуска (содержится в первом аргументе к приложению).
Выводить абсолютный путь к исполняемому файлу.
Открывать на чтение файл исходным кодом приложения и выводить первые 3 строки.

Запустите приложение из следующих каталогов:

Из каталога приложения с использованием относительного пути к исполняемому файлу.
Из каталога приложения с использованием абсолютного пути к исполняемому файлу.
Из родительского каталога относительно каталога приложения с использованием относительного пути к исполняемому файлу.
Из родительского каталога относительно каталога приложения с использованием абсолютного пути к исполняемому файлу.

Задача на понимание путей к файлам #