1. The Shell#

什么是 Shell ? Shell 本质上是一个程序，从键盘接收命令，然后发送给操作系统执行。

像一些图形用户界面的 “Terminal” 或 “Console” 这样的程序，它们实际上是用来启动一个 shell 的工具

接下来，我们将使用 bash shell （Bourne Again shell）

还有其它的 shell，但是我们不会涉及

Shell 提示符

Shell 提示符（shell prompt）可能会有所不同，但通常会遵守以下格式：

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username@hostname:current_directory

例如：

请注意提示符最后的 $符号

不同的 shell 会使用不同的提示符，但以 bash shell 为例，普通用户的提示符号通常是$

在你输入命令的时候，不需要输入这个符号，它只是用于标识提示符的而已

第一条命令：echo

echo 回声，顾名思义，**原样显示（回声在）**终端上

同样地，我们可以试试 date（日期，显示当前的日期和时间），和 whoami（我是谁，显示当前用户名），看看会输出什么？

2. pwd (Print Working Directory)#

在 Linux 中，一切皆文件

所有的文件都被组织在一个分层的目录树（hierarchical directory tree）中，这个目录的结构的起点叫做根目录（root directory），用一个斜杠 / 来表示

根目录下面可以包含很多的文件夹和文件，而每个文件夹里又可以继续包含更多的文件夹和文件，就像一颗倒挂的树

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/
2
|-- bin
3
|   |-- file1
4
|   |-- file2
5
|-- etc
6
|   |-- file3
7
|   `-- directory1
8
|       |-- file4
9
|       `-- file5
10
|-- home
11
|-- var

这个结构的意思是：

• / 是根目录
• /bin 的目录下有 file1 和 file2
• /etc 下有 file3 和一个子目录 directory1，这个子目录中还有 file4 和 file5
• /home、/var 也是根目录下的文件夹

其中，这些文件和目录的名字称之为路径

例如，如果你有一个名为 home 的文件夹，里面有一个子文件夹叫做 elo，而在 elo 里面又有一个子文件夹叫做 Movies，那么这个路径会长这样：

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/home/elo/Movies

如果我们希望在文件系统中来去自如，我们首先就需要知道当前所在的目录位置，可以使用 pwd 命令

例如：

3. cd (Change Directory)#

现在你已经知道“我在哪了”，现在我们试试看如何在文件系统中“走动”

记住，我们在文件系统的“导航”是通过“路径”来实现的。而路径有两种方式：

1. 绝对路径（Absolute Path）

• 从根目录开始写出的完整路径
• 根目录就像树的根，所有路径都从这里开始
• 只要路径以 / 开头，那就是绝对路径

例如：

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$ cd /home/elo/Desktop

意思是：进入根目录 / → 然后进入 home → 然后进入 elo → 然后进入 Desktop

2. 相对路径（Relative Path）

• 这是相对于你当前所在目录来写的路径
• 不需要从 / 开始，而是从当前位置出发

如果你已经在：

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/home/elo/Documents

你想进入这个目录里的子目录叫做 taxes，你不需要写完整路径 /home/elo/Documents/taxes，你只要写：

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$ cd taxes

对于以上两种路径，例如，为了到达 /home/elo/test/a/b 这个文件夹内，如果我们想使用绝对路径：

假设我们已经在 /home/elo/test/a，那么直接使用如下命令：

不过，总是使用相对路径和绝对路径也是很累的，仍然有些快捷路径可以帮助我们导航：

• .：当前目录
• ..：上一级目录
• ~：用户主目录
• -：上次访问过的目录

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$ cd .  # 留在当前目录
2
$ cd ..  # 回到上一级目录
3
$ cd ~  # 回到主目录(比如/home/elo)
4
$ cd -  # 回到一个你刚才去过的目录

4. ls(List Directory)#

现在我们已经在知道如何再文件系统中移动了，可是，我们如何知道当前目录下有哪些东西呢？

我们可以使用一个很有用的命令： ls

默认情况下，它会列出当前目录下的目录和文件夹

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$ ls

如果想查看某个特定目录里的内容，也可以在后面加上路径：

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$ ls /home/elo

命令参数（Command Options / Flags）

在 Linux 中，很多命令可以通过添加**参数（也叫选项、flag)**来扩展或改变行为，例如：

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$ ls -l

这些字母告诉命令要”怎么做“，或者”做的更详细“

例如刚刚的示例命令，l 代表 long format（长格式），它会显示每个文件的详细信息

包括权限、链接数、拥有者，用户组，大小，时间戳，文件名

另外，在 linux 中，不是所有文件都是默认可见的，以 . 开头的文件都是”隐藏文件“

如果希望查看隐藏文件，可以使用 -a（a 代表 all）

5. touch#

现在学习如何创建文件，可以使用如下简单的方法：

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$ touch filename

该命令会创建一个名为 filename 的空文件（如果该文件不存在的话）。

创建文件后，可以使用 ls -l 查看文件的详细信息，在这些信息中，我们更关注的是它的时间戳（即最后修改时间）

事实上，touch 的本意是“轻轻触碰一下文件”，不会修改文件的内容，它原本的用途是更新文件的时间戳。

但当指定的文件不存在时，touch 会自动创建一个新的空文件，所以也常被用来创建文件。

6. file#

与我们所熟悉的 Windows 系统不同，Windows 系统通过文件扩展名来判断文件的类型

在 Linux 系统中，文件名只是一个字符串标签，Linux 主要通过文件的具体内容来判断类型

我们可以使用 file 命令来查看文件究竟是何种类型

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$ file filename

这很简单，但是在此我更想解释一下 Linux 系统识别文件的机制

魔术数（magic number）识别机制

在 Linux 中，判断一个文件类型并不是只看扩展名，而是通过检查文件内容的前几个字节

这些字节叫做 魔术数，它们是某种文件格式在开头的标志。 例如：

• PNG 文件以 89 50 4E 47 开头（对应 .PNG）
• JPG 文件以 FF D8 FF 开头
• PDF 文件以 %PDF（25 50 44 46）开头

这些魔术数是由文件格式规范定义的，具有唯一性。

例如图中这个例子，虽然我们创建了一个名为 fake.png 的文件，使用 file 命令查看的时候，显示的类型却是一个 ASCII 字符编码的 纯文本

事实上，文件扩展名 .jpg、.png、.txt 在 Linux 中不是强制规定的，只是给人类看的

Linux 真正识别的是文件头部内容，即之前所说的魔术数

使用特殊的命令查看该文件以后，可以得到 fake.png 的具体内容，它的开头是：

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00000000  54 68 69 73 20 69 73 20  6e 6f 74 20 72 65 61 6c  |This is not real|

这些字节没有任何魔术数结构，所以系统判断为 ASCII 编码的纯文本

当我们查看一个真正的 png 文件的时候，会看到这样的形式：

该 png 文件的开头是：

1
00000000  89 50 4e 47 0d 0a 1a 0a  00 00 00 0d 49 48 44 52  |.PNG........IHDR|

其中的 89 50 4E 47 是标准的 PNG 魔术数，后续的 IHDR 是图像头块，这是所有 PNG 必备结构

那么，是否存在一种情况，文本文件第一排的内容恰好和 PNG 文件的开头内容重合？

可以看到它被识别为了 PNG，尽管我们知道它实际上不是

当 Linux 识别一个文件的时候，识别流程如下：

1. 优先检查魔术数（Magic Number）： file 首先会读取文件的前几个字节，查找是否匹配已知文件格式的魔术数（如 PNG、PDF、ZIP 等）。如果魔术数匹配，并且后续结构合理，立即判定为对应的格式文件。

2. 结构校验： 如果魔术数匹配但文件结构异常（如缺失关键块），file 可能不会确认格式，而是退回为 data 类型，表示“无法识别但可能是二进制”。

3. 未命中魔术数时执行内容分析： 如果没有识别出魔术数，file 会检查文件是否只包含可打印字符（ASCII 或 UTF-8）、是否有换行符、是否存在乱码等特征，以判断是否为文本文件，如 ASCII text、UTF-8 Unicode text 等。

4. 最终默认类型为 data： 若既没有魔术数，也无法判定为文本，file 会将该文件归类为 data，表示其为原始的二进制或未知内容。

对着顺序再次查看之前的内容，就可以清晰的了解 Linux 是如何识别文件类型的了