bài giảng môn học lập trình linux

bài tập lap trinh shell

Giảng viên: Đào Thị Ngọc Hân Email: daothingochan2012@gmail.com

Điện thoại: 0987.999.338 Địa chỉ: P408 - nhà A1

Bộ môn Công nghệ Phần mềm Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Xây dựng

Thông tin về môn học

Thông tin về môn học –– Lập trình Linux Lập trình Linux

 60 tiết = 36 tiết lý thuyết + 24 tiết thực hành

 Điểm chuyên cần: 5 điểm

 5đ đi học đầy đủ & Ý thức tốt *(ĐD/tổng)

 Hình thức thi cuối kỳ:

 Lý thuyết (trắc nghiệm – 30 phút): 40% tổng số điểm

 Thực hành (trên máy – 60 phút): 60% tổng số điểm

 Không sử dụng tài liệu

Tài liệu tham khảo

 Beginning Linux Programming 4th

Edition, Neil Matthew, Richard

Stones, Express Wrox, 2007

 Lập trình Linux - Tập 1, Nguyễn Phương Lan, Hoàng Đức Hải, NXB Giáo Dục, 2004

Tài liệu tham khảo

 Ubuntu Server Guide

 https://help.ubuntu.com

 Linux Bible 2010 Edition,

Christopher Negus

Các tài liệu khác

Nội dung

 Giới thiệu về hệ điều hành Linux

 Hướng dẫn cài đặt HĐH Linux - Ubuntu

 Kiến trúc chung của Unix / Linux

 Đường dẫn và cách truy xuất ổ đĩa trong Linux

 Tương tác với hệ thống Linux

1.1 Giới thiệu về hệ điều hành Linux

Hệ điều hành:

 Hệ điều hành là một phần mềm chạy trên máy tính,

cách dễ dàng

1.1.1 Lịch sử hệ điều hành Linux

–– Linux & chặng đường 20 năm Linux & chặng đường 20 năm

Kernel HĐH có tên là “Linux”

 Với suy nghĩ: “chỉ làm theo sở thích, không tham vọng vĩ

đại hay chuyên nghiệp như GNU”

 “Tôi đang xây dựng một hệ điều hành miễn phí cho dòng

máy AT-386(486) Công việc bắt đầu từ tháng 4 và cho đến nay đã sẵn sàng Do hệ điều hành của tôi tương tự như Minix, tôi muốn nhận được mọi thông tin phản hồi về những thứ mọi người thích hay không thích ở hệ điều hành Minix.”

 Hiện nay: 70% các sàn giao dịch chứng khoán sửdụng Linux, các máy chủ của Amazon, Facebook,Twitter, eBay, Google đều chạy Linux

Top 500 Super Computer

Bắt đầu phát triển Linux.

Tham khảo thiết kế của Marice J Bach

Tháng 10, công bố bản “chính thức” của Linux (bản 0.02) mới chỉ có Bash Shell và GCC.

1992

Tháng 1, Linux 0.12 Chuyển sang dùng General Public License.

Tháng 3, Linux 0.95.

Version 0.99 sau đó là Version 1.0 được công bố trên Internet.

Cuộc cách mạng WEB đi cùng với Linux.

1995

Tháng 1, FreeBSD 2.0.

Red Hat có giám đốc điều hành mới là Robert Yong

(người sáng lập Linux Journal)

1996

Con gái đầu lòng của Linus ra đời Sự phát triển của Linux có chậm lại.

Tháng 12, Linux 2.0.

1997

Linus tiếp xúc với Microsoft: Kết thúc gian đoạn hàn lâm tại Phần Lan (từ

1988-1997, đúng 10 năm học tập và nghiên cứu tại University of Helsinki) Nay về Bay Area (Santa Clara) để làm việc với Transmeta (Paul Allen của Microsoft là một trong những người sáng lập chính).

1998 …

1.1.3 Tại sao phải sử dụng Linux?

 Linux là một HĐH miễn phí (tính tính miễn miễn phí, phí, tính tính tự tự do do) Mọi người đều có thể truy cập và thay đổi Linux.

 Linux là một hệ điều hành mạnh và tin cậy (tính tính ổn ổn định định)

 Trong thực tế, Linux có thể dễ dàng lấy về và nâng cấp, sửa đổi cho phù hợp (tính tính mềm mềm dẻo dẻo) Tài liệu về HĐH này

có sẵn nhiều trên mạng.

 Người sử dụng không còn bị lệ thuộc Windows hay những sản phẩm Microsoft khác để vận hành máy tính Thay vào đó, có thể chọn bất kỳ một chương trình nguồn

mở nào (tính tính linh linh hoạt hoạt) Điều này đảm bảo cho người dùng Linux duy trì hệ thống của họ và những cải tiến sẽ không ngừng được phát triển

 Linux là một HĐH 32-bit, thậm chí 64-bit (tính tính tương tương thích thích) Cộng đồng trên mạng hiện nay sử dụng HĐH này nhiều, do đó

có thể yên tâm rằng chúng ta luôn có “hậu phương” đông đảo

và vững mạnh sẵn sàng trợ giúp trong khoảng thời gian sớm nhất (tính tính nhân nhân văn văn)

 Linux Linux thích thích hợp hợp cho cho những những người người muốn muốn đi đi vào vào nghiên

nghiên cứu cứu HĐH HĐH chuyên chuyên nghiệp nghiệp và và là là công công cụ cụ tốt tốt cho

cho việc việc đào đào tạo tạo tại tại các các trường trường đại đại học học

1.1.4 Mô hình phát triển

1.1.5 Giấy phép GNU

1.1.5 Giấy phép GNU –– GPL (General Public License) GPL (General Public License)

 Giấy phép phần mềm mã nguồn mở (Open Source – OS) cho phép người dùng đọc, truy cập, thay đổi và làm lại mã nguồn của một sản phẩm phần mềm (theo tổ chức OSI – Open Source Initiative).

 Các giấy phép phần mềm được OSI phê chuẩn và quản lý tại http://www.opensource.org.

 Xem thêm chi tiết trong vietnamese.php/

http://www.opensource.org/docs/osd- Open Source mang ý nghĩa “tự do” nhiều hơn là “miễn phí”.

 Mỗi loại giấy phép có những điều khoản quy định riêng.

 Ví dụ: BSD Licensing chỉ dài 1 trang với 3 điều khoản cần phải tuân thủ nhưng Mozilla Public License 1.1 dài đến 12 trang đề cập mọi thứ từ việc định nghĩa thuật ngữ đến cách thức áp dụng giấy phép cho chính phủ.

 Một trong những điều khoản quan trọng là: Nếu ta thay đổi mã nguồn thì phải lập lại tài liệu về các thay đổi và đính kèm mã nguồn theo phần mềm.

 Không được thông báo bản quyền của mình (copyright) mặc dù đã thay đổi mã nguồn của chương trình.

 Xem thêm thông tin tại

http://www.linux.org/info/gnu.html

 Người ta còn nói GNU GPL là “Copyleft” để thay cho khái niệm “Copyright”.

Nội dung chính của GNU

Nội dung chính của GNU GPL GPL

 Tác giả vẫn giữ bản quyền đối với với phần mềm gốc.

 Người sử dụng có thể sao chép và phân phối chương trình dưới bất cứ hình thức nào và giá cả tùy ý.

 Người sử dụng có thể thay đổi một phần của chương trình và phân phối thay đổi của mình cùng toàn bộ phần mềm cho người khác, với điều kiện nói rõ phần mình thay đổi.

 Nếu những thay đổi không thể tách rời toàn bộ phần mềm thì GNU GPL sẽ mở rộng sang những thay đổi đó.

 Người sử dụng không được thông báo bản quyền.

 Phải đảm bảo cung cấp mã nguồn khi bán một sản phẩm theo GNU GPL để người khác có thể sử dụng và/hoặc bán tiếp Người dùng kế tiếp có đầy đủ quyền lợi như của người trước.

1.1.6 Cách phát âm đúng chuẩn

 Linux thường được phát âm với “i” ngắn giọng mũi và trọng âm tại nguyên

âm đầu tiên: LIH LIH nucks nucks.

 Tác giả Linus Torvalds phát âm từ này như sau:

 Bằng tiếng Thụy Điển:

Linux là gì?

 Có rất nhiều tên gọi ~ Linux & phần mềm nguồn mở

 HĐH có thể chia ra 4 thành phần chính: nhân, cấu trúc (hệ thống) tập tin, trình dịch lệnh người dùng và các tiện ích.

 Nhân là thành phần chính, nòng cốt của HĐH, điều khiển kiến trúc phần cứng & điều khiển việc thực hiện chương trình.

 Cấu trúc tập tin (hệ thống tập tin) là hệ thống lưu tập tin trên các thiết bị lưu

 Trình dịch lệnh (hệ vỏ - shell) là chương trình tổ chức giao tiếp giữa máy tính và người dùng.

 Tiện ích là các chương trình riêng lẻ, thực hiện các công việc dịch vụ.

 “Hệ điều hành dựa trên nhân Linux”

 Kernel của Linux được phân phối dưới giấy phép GNU GPL (General Public License) và mã nguồn của nó được phân phối tự do tới mọi người.

 Phiên bản Kernel cuối hiện nay là Kernel: 3.3 (18 March 2012)

1.1.7 Các bản phân phối của HĐH Linux

 Các bản phân phối của Linux bao gồm:

 Tập hợp các phần mềm (Software Packages)

 Chương trình cài đặt (Installer)

 Các cấu hình của riêng nhà sản xuất (Re-configure)

 Trình quản lý và cập nhật gói phần mềm (Update/Patch)

 Các phần mềm thương mại khác (Commercial Software)

 Tài liệu hướng dẫn, hỗ trợ người dùng (User Guide)

để phục vụ trong quá trình thực thi).

 Pieces 2 Slides\Gldt.svg

 More

1.2 Cài đặt HĐH Linux

 Giai đoạn chuẩn bị trước khi cài đặt

 Yêu cầu phần cứng: (Tối thiểu)

 CPU 386 hoặc mới hơn.

 Dung lượng bộ nhớ: 256MB

 Dung lượng ổ cứng: 2GB

 Ổ đĩa CD-ROM

 Yêu cầu phần mềm:

 Bộ cài đặt Ubuntu 11.10, 12.10 (file iso, 695MB) hoặc đĩa CD

 Nếu không có ổ đĩa CD-ROM thì cần phần mềm tạo ổ đĩa ảo

 Cài đặt để học tập:

 Máy tính đang sử dụng với HĐH Windows

 Bộ cài đặt Ubuntu 11.10 (695MB, file iso)

 Phần mềm tạo ổ đĩa ảo (ví dụ: Ultra ISO)

 Mount bộ cài đặt Ubuntu vào ổ đĩa ảo

 Mở wubi.exe

 Để tùy chọn Hệ điều hành khởi động có thể dùng EasyBCD 2.0

1.3.1 Nhân là gì?

system functions

Phân loại nhân

 It includes code only necessary to allow the system to provide major functionality.

 Inter-process Communication

 Some memory management

 Low level process management & scheduling

 Low level input / output

 It includes all the necessary functions.

 Such as Linux and …

Monolithic vs Microlithic

Performance Flexible

Modular Easy to implement

1.3.2 Kernel Architecture Overview

File System

retrieving and updating this information

as : open, read, write, …

 FAT16, FAT32, NTFS

 ext2, ext3

 Manage the cataloging of the file system

 Used to access the peripheral devices

So sánh với hệ thống file của Windows

 Boot Block : information needs to boot the system

 Super Block : File System Specifications

an i-number

access the file

Inode (Cont.)

Directories

Virtual File System

program and the file system implementations

Virtual File System (Cont.)

and inodes (the same way as the Ext2)

Virtual File System (Cont.)

Process Management

(time slice)

Process Management (Cont.)

the result of a fork system call

processes (Parent and Child)

Process Structure (cont.)

task_struct data structure in the system

 This means that the maximum number of processes in the system is limited by the size of the task vector

Device Driver

hardware from user

into every application, the code is kept in the Linuxkernel

 All HW devices look like regular files.

Memory Management

limitation

Virtual memory

Physical and Virtual memory

Swap memory

manner similar to memory

Network layers

Linux network layers

BSD socket layer

 Used in networking and IPC.

What is socket?

INET socket layer

operation which is registered with BSD socket layer

User Space

trình của người sử dụng

 Hệ thống tránh việc các tiến trình thuộc không gian User Space ảnh hưởng lẫn nhau

 Chỉ có tiến trình của kernel mới có thể truy cập vào tiến trình của người dùng

Kernel Space

gọi hệ thống

System Call

nhau

được truyền từ User Space tới Kernel Space

kernel khi nó thực hiện lời gọi hệ thống

Mối quan hệ giữa User Space và Kernel Space

1.3.3 Kernel Functional Overview

Tổng quan về chức năng của nhân

Cung cấp cơ chế bộ nhớ ảo

Hệ thống tập tin trừu tượng

Trừu tượng những chi tiết

khác biệt của các loại thiết bị

bằng cách giới thiệu một giao

diện tập tin chung cho tất cả

Giao tiếp liên tiến trình

Hỗ trợ giao tiếp giữa các tiến trình trên một máy tính

Tổng quan về chức năng của nhân

Các phiên bản Linux kernel

 Stable (ổn định): Phiên bản ở mức sản phẩm phù hợp cho việc triển khai rộng rãi

 Development (phát triển): Phiên bản thử nghiệm với nhiều cải tiến được đưa vào

Quá trình phát triển phiên bản

bản Development

 không cho thêm mới tính năng,

 chỉ cho chỉnh sửa tính năng đã có

đóng băng: chỉ chấp nhận các hiệu chỉnh lỗi

tiên của chuỗi phiên bản stable mới

Short history of major Linux kernel releases

Mã nguồn của Linux kernel

cộng đồng phát triển

 Phân phối những thay đổi trên mã nguồn

 Dùng để nâng cấp version mà không download toàn bộ mã nguồn version mới

 System calls & glibc

 Input / output Control

 Cần hiểu hệ thống kiến trúc kernel

 Device drivers

1.4 Đường dẫn và cách truy xuất ổ đĩa trong Linux

 Cấu trúc cây thư mục

 Trên DOS/Windows, các ổ đĩa C:, D:, E:, làm gốc cho mọi đường

dẫn truy xuất các tập tin:

C

C::\\Users Users\\NgocHan NgocHan\\Documents Documents\\myletter myletter txt txt

 Trên Unix/Linux, ký hiệu “/” làm ký tự đại diện cho thư mục gốc,

đồng thời là ký tự làm dấu phân cách thư mục:

/home/ngochan/Documents/myletter

/home/ngochan/Documents/myletter txt txt

 Diễn giải: /home/ngochan/Documents/myletter.txt là đường dẫn

tuyệt đối đến tập tin myletter.txt trong thư mục Documents của người dùng ngochan thuộc thư mục home dưới thư mục gốc /

 Ví dụ: nếu ta có 2 đĩa cứng a và b, một đĩa mềm vàmột ổ CD-ROM Hãy giả sử rằng ổ đĩa thứ nhất có 2phân vùng (partition) là a1 và a2, ổ đĩa thứ 2 chỉ cómột phân vùng là b.

ổ cứng a, phân vùng a1 (hda1): ổ đĩa C

ổ cứng a, phân vùng a2 (hda2): ổ đĩa D

ổ đĩa mềm: /mnt/floppy

ổ CD-ROM: /mnt/cdrom -> mỗi ổ đĩa sẽ được gắn kết (mount) vào trong cây thư mục (Tree Directory) giống như là một thư mục bình thường

1.5 Tương tác với hệ thống và cơ chế đăng nhập

1.5.1 Tương tác với hệ thống

Có hai lựa chọn khi tương tác với hệ thống Linux:

 Giao diện dòng lệnh (Console - Command Line).

 Tương tự như DOS Prompt/Command Prompt

 Shell là một chương trình thông dịch chịu trách nhiệm tiếp nhận lệnh do người dùng đưa vào từ bàn phím Có nhiều dạng Shell nhưng thông dụng là C Shell, Korn Shell và Bash Shell.

 Giao diện đồ hoạ (GUI - Graphic User Interface).

 Tương tự như trong Windows

 Được đảm trách bởi X-Window với GUI dạng GNOME, Unity và KDE

1.5.2 Đăng nhập

 Yêu cầu phải có USERNAME và PASSWORD (được cấp bởi root

-người quản trị hệ thống)

 Dấu hiệu phân loại tài khoản người dùng:

 root (super-user)  dấu nhắc có dạng # - toàn quyền

 username (normal-user)  dấu nhắc có dạng $ - giới hạn quyền

 Linux là HĐH đa chương, đa nhiệm, đa người dùng

 Trên cùng một máy, có thể đăng nhập với nhiều tài khoản khác nhau (có

tới 7 console ảo phục vụ cho quá trình đăng nhập và làm việc).

 Sử dụng tổ hợp phím Alt + F1 Alt + F7 để hoán chuyển giữa các

console.

 Do tính đa nhiệm, Linux có thể chạy nhiều chương trình cùng lúc ngay từ dòng lệnh.

2.1 Đăng nhập hệ thống Linux

2.1.1 Truy cập vào máy tính đã cài đặt HĐH Linux

hiện dấu nhắc mời đăng nhập hệ thống:

2.1.2 Sử dụng Putty để truy cập vào máy Linux

 Khi đó, màn hình kết nối như trang sau:

 Chọn Open, sau đó login vào máy như đang dùng một terminal của hệ thống Linux

2

3

Hiển thị trên Putty

login as: ngochan

ngochan@192.168.228.170's password:

Welcome to Ubuntu 11.10 (GNU/Linux 3.0.0-12-generic i686)

* Documentation: https://help.ubuntu.com/

New release '12.04 LTS' available.

Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.

Last login: Wed Oct 03 20:55:36 2012 from 192.168.228.1 ngochan@ubuntu:~$

2.1.3 Thoát khỏi hệ thống

 Dùng lệnh exit hoặc logout

# shutdown –h now

$ sudo shutdown –h now

# shutdown –r now

2.2 Quản lý tập tin

 Tổ chức hệ thống tập tin trên Linux

 Các lệnh di chuyển giữa các thư mục, liệt kê tập tin

 Các lệnh thao tác trên các tập tin và thư mục

 Nội dung các tập tin

 Quyền truy cập tập tin

 Xuất nội dung thông báo

 Xem hướng dẫn sử dụng lệnh

2.2.1 Tổ chức hệ thống tập tin trên Linux

/etc Cấu hình hệ thống cục bộ theo máy

/usr/bin Chứa hầu hết các lệnh người dùng

/dev Các tập tin thiết bị

/usr/man Chứa các tài liệu trực tuyến

/usr/include Chứa các tập tin include chuẩn của C

/var/log Các tập tin lưu giữ thông tin làm việc hiện hành của người

dùng /home Chứa các thư mục con là thư mục chủ của các user

/usr/lib Chứa các tập tin thư viện của các chương trình người dùng

• Khi truy cập vào hệ thống, thư mục làm việc của người dùng được xem như là thư mục chủ

• Ví dụ : Thư mục chủ của ngochan sẽ là /home/ngochan

• Nếu đường dẫn bắt đầu bằng dấu “/”, hệ thống xem đó như là một tên đường dẫn đầy đủ bắt đầu từ thư mục gốc.

2.2.2 Các lệnh liệt kê tập tin, di chuyển

mình thì phải chọn đúng tên lệnh Tên lệnh là bắtbuộc phải có khi gõ lệnh

 các tham số có thể có hoặc không có, được viếttheo quy định mà ta sử dụng, nhằm cung cấp thôngtin về các đối tượng mà lệnh tác động tới