Язык программирования командной строки

Язык программирования командной строки

В данной статье будут рассмотрены основы командной строки Windows, а именно:

  • Понятие командной строки;
  • Справочник по командам командной оболочки;
  • Последовательность событий при выполнение команды;
  • Создание сценариев командной строки;
  • Управление отображением текста и команд;
  • Команды для изучение системной информации;
  • Команды для использования реестра;
  • Управление системными службами;
  • Перезагрузка и выключение систем из командной строки;
  • Управление приложениями и процессами из командной строки.

Понятие командной строки

Поддержка командной строки встроена в операционную систему Microsoft Windows и доступна через окно командной оболочки. Командная строка поддерживается во всех версиях Windows и служит для запуска встроенных команд, утилит и сценариев. Несмотря на мощь и гибкость командной строки, некоторые администраторы Windows никогда ее не используют. Если вам хватает графических средств администрирования, можно применять только их, щелкая мышью элементы пользовательского интерфейса.

Однако опытные администраторы Windows, квалифицированные специалисты по технической поддержке и «продвинутые» пользователи не могут обойтись без командной строки. Зная, как правильно применять командную строку, в частности, какие средства командной строки выбрать, как и когда их использовать, чтобы они работали эффективно, можно избежать многочисленных проблем и добиться четкого выполнения операций. Если вы занимаетесь поддержкой нескольких доменов или сетей, то для автоматизации ежедневных операций не только важно, но и необходимо иметь представление об экономящих время способах работы с командной строкой.

С каждой новой версией Windows командная строка совершенствовалась, а ее возможности расширялись. Командная строка претерпела значительные изменения, связанные не только с повышением производительности, но и с увеличением гибкости. Теперь с помощью командной строки Windows можно решать задачи, которые нельзя было решить в предыдущих версиях Windows.

Среду командной оболочки Windows запускают разными способами, в частности указывая параметры при запуске Cmd.exe или используя собственный стартовый файл, хранящийся в каталоге %SystemRoot%System32.

Кроме того, командная строка может работать в пакетном режиме для выполнения набора команд. В пакетном режиме командная строка считывает и выполняет команды одну за другой.

Работая с командной строкой Windows, Вы должны понимать, откуда берутся используемые Вами команды. «Родные» команды (встроенные в операционную систему) бывают двух видов:

  • Внутренние – существуют внутри командной оболочки, у них нет отдельных исполняемых файлов;
  • Внешние — реализованы в отдельных исполняемых файлах, которые обычно хранятся в каталоге %SystemRoot% System32.

Краткий справочник по командам командной оболочки (Cmd.exe)

  • assoc — выводит или изменяет сопоставления (associations) типов файлов;
  • break — задает точки останова при отладке
  • call — вызывает из сценария процедуру или другой сценарий;
  • cd (chdir) — показывает имя текущего каталога или выполняет смену текущего каталога;
  • cls — очищает окно командной строки и буфер экрана;
  • color — задает цвета текста и фона окна командной оболочки;
  • сору — копирует файлы или выполняет конкатенацию файлов;
  • date — показывает или устанавливает текущую дату;
  • del (erase) — удаляет заданный файл, группу файлов или каталог;
  • dir — показывает список подкаталогов и файлов в текущем или заданном каталоге;
  • echo — выводит текст в окно командной строки или задает, надо ли отображать команды на экране (on|off);
  • endlocal — отмечает конец локализации (локальной области видимости) переменных;
  • exit — выход из оболочки командной строки;
  • for — выполняет заданную команду для каждого файла в наборе;
  • ftype выводит или изменяет текущие типы файлов в сопоставлениях расширений файлов с программами;
  • goto — указывает, что интерпретатор команд должен перейти на строку с заданной меткой в пакетном сценарии;
  • if — выполняет команды по условию;
  • md (mkdir) — создает подкаталог в текущем или заданном каталоге;
  • move — перемещает файл или группу файлов из текущего или заданного исходного каталога в указанный каталог. Также может переименовывать каталог;
  • path — показывает или задает путь к командам, используемый операционной системой при поиске исполняемых файлов и сценариев;
  • pause — останавливает выполнение пакетного файла и ожидает ввода с клавиатуры;
  • popd — делает текущим каталог, имя которого было сохранено командой PUSHD;
  • prompt — указывает, какой текст должен показываться в строке приглашения;
  • pushd — сохраняет имя текущего каталога и при необходимости делает текущим заданный каталог;
  • rd (rmdir) — удаляет каталог или каталог вместе с его подкаталогами;
  • rem — помечает комментарии в пакетном сценарии или Config.nt;
  • ren (rename) — Переименовывает файл или группу файлов;
  • set — показывает текущие переменные окружения или задает временные переменные для текущей командной оболочки;
  • setlocal — отмечает начало локализации (локальной области видимости) переменных в пакетных сценариях;
  • shift — сдвигает позицию замещаемых параметров в пакетных сценариях;
  • start — запускает заданную программу или команду в отдельном окне;
  • time — показывает или устанавливает системное время;
  • title — задает заголовок окна командной оболочки;
  • type — показывает содержимое текстового файла;
  • verify — включает режим проверки файлов после записи на диск;
  • vol — показывает метку и серийный номер дискового тома.

Синтаксис любой внутренней команды (и большинства внешних) можно получить, введя в командной строке имя команды и /?, например:

Командная оболочка — весьма мощная среда работы с командами и сценариями. В командной строке можно запускать команды разных типов: встроенные команды, утилиты Windows и версии приложений, рассчитанные на командную строку. Независимо от типа каждая команда, которую вы будете использовать, должна соответствовать одним и тем же синтаксическим правилам. Согласно этим правилам, за именем команды идут обязательные или необязательные аргументы. Кроме того, аргументы могут использовать перенаправление ввода, вывода или стандартных ошибок.

Последовательность событий при выполнение команды

  • Командная оболочка заменяет любые переменные, введенные в тексте команд, их текущими — значениями;
  • Если введена группа или цепочка из нескольких команд, строка разбивается на отдельные команды, которые в свою очередь разбиваются на имя и аргументы команды. Далее команды обрабатываются по отдельности;
  • Если в имени команды указан путь, командная оболочка ищет команду по этому пути. Если в указанном каталоге такой команды нет, командная оболочка возвращает ошибку;
  • Если в имени команды не задан путь, командная оболочка сначала пытается разрешить имя команды на внутреннем уровне. Если найдена внутренняя команда с таким именем, значит, вызвана внутренняя команда, которую сразу же можно выполнить. Если внутренней команды с таким именем нет, командная оболочка сначала ищет исполняемый файл команды в текущем каталоге, а затем в каталогах, перечне в переменной окружения PATH. Если файла команды нет ни в одном из этих каталогов, командная оболочка возвращает ошибку;
  • Если команда найдена, она выполняется с заданными аргументами и при необходимости ввод считывается из источника, указанного в этих аргументах. Вывод и ошибки команд показываются в окне командной строки или направляются заданному приемнику вывода и ошибок.
  • Как видите, на выполнение команд влияют многие факторы, в том числе пути к командам, перенаправление ввода-вывода, группирование или создание цепочек команд.

При работе с командной оболочкой Вы, вероятно, запускали ее, открывая меню Start (Пуск) и выбирая Programs (Программы) или All Programs (Все программы), затем Accessories (Стандартные) и Command Prompt (Командная строка). Другие способы запуска командной строки — диалоговое окно Run (Запуск программы) или ввод cmd в другом, уже открытом окне командной оболочки. Эти способы позволяют при запуске командной строки указывать аргументы: ключи, управляющие работой командной строки, и параметры, инициирующие выполнение дополнительных команд. Например, можно запустить командную оболочку в «молчаливом» режиме (т. е. отключить эхо-вывод) командой cmd /q или сделать так, чтобы командная оболочка выполнила заданную команду и завершила свою работу, — для этого нужно ввести cmd /с, а затем текст команды в кавычках.

В следующем примере командная оболочка запускается, выполняет команду ipconfig с выводом результатов в файл и завершается:

Создание сценариев командной строки

Сценарии командной строки — текстовые файлы с командами, которые вы хотите выполнить. Это те же команды, которые обычно вводятся в командной оболочке Windows. Однако вместо того чтобы вводить команды каждый раз, когда они понадобятся, можно создать соответствующий сценарий и упростить себе жизнь.

Поскольку сценарии состоят из стандартных текстовых символов, их можно создавать и редактировать в любом стандартном текстовом редакторе, скажем, в Notepad (блокнот). Вводя команды, убедитесь, что каждая команда или группа команд, которые должны выполняться совместно, разметаются с новой строки. Это обеспечит их корректное выполнение. Закончив создание сценария командной строки, сохраните файл сценария с расширением .bat или .cmd. Оба расширения работают одинаково. Например, если вам надо создать сценарий для вывода имени системы, версии Windows и конфигурации IP, включите в файл SysInfo.bat или SysInfo.cmd следующие три команды:

Управление отображением текста и команд

Команда ECHO служит двум целям: для записи текста в вывод (например, в окно командной оболочки или текстовый файл) и для включения/выключения эхо-отображения команд. Обычно при выполнении команд сценария сами команды и вывод этих команд отображаются в консольном окне. Это называется эхо-отображением команд (comand echoing).

Чтобы использовать команду ECHO для отображения текста, введите echo и текст, который надо вывести:

Чтобы с помощью ECHO управлять эхо-отображением команд, введите echo off или echo on, например:

Чтобы направить вывод в файл, а не в окно командной оболочки, используйте перенаправление вывода, например:

Теперь посмотрим, как подавляется эхо-отображение команд. Запустите командную оболочку, введите echo off, затем другие команды. Вы увидите, что приглашение командной строки больше не выводится. Вместо него появляется только то, что набирается в консольном окне, и вывод выполненных команд. В сценариях команда ECHO OFF отключает эхо-отображение команд и приглашение командной строки. Добавляя в свои сценарии команду ECHO OFF, вы предотвращаете загромождение окна командной оболочки или файла текстом команд, если Вас интересует лишь вывод от этих команд.

Изучение системной информации

Часто при работе с компьютером пользователя или удаленным сервером возникает необходимость в получении базовой информации о системе вроде имени зарегистрированного в ней пользователя, текущего системного времени или местоположения определенного файла. Команды, которые позволяют собрать основную информацию о системе, включают:

  • NOW — отображает текущую системную дату и время в 24-часовом формате, например Sal May 9 12:30:45 2003. Доступна только в Windows Server 2003 Resource Kit;
  • WHOAMI — сообщает имя пользователя, зарегистрированного в системе на данный момент, например adatumadmi-nistrator;
  • WHERE — выполняет поиск файлов по шаблону поиска (search pattern) и возвращает список совпавших результатов.
Читайте также:  Можно ли самому сделать фото на паспорт

Чтобы использовать NOW или WHOAMI, просто введите команду в окне командной оболочки и нажмите Enter. Наиболее распространенный синтаксис для WHERE выглядит так:

Здесь параметр /r указан для рекурсивного поиска, начиная от указанного каталога (базовый_каталог) и включая все его подкаталоги, а имя_файла — полное или частичное имя искомого файла, которое может включать символы подстановки (wildcards): знак ? заменяет один символ, а знак * — группу символов, например data. txt или data*.*. В следующем примере в каталоге С: и всех его подкаталогах выполняется поиск всех текстовых файлов, имена которых начинаются с data.

Также можно найти файлы всех типов, имена которых начинаются с data:

Иногда нужно получить информацию о конфигурации системы или о системном окружении. В критически важных системах эту информацию можно сохранить или распечатать для справки. Ниже перечислены команды, позволяющие собирать информацию о системе.

  • DRIVERQUERY — выводит список всех установленных драйверов устройств и их свойства, в том числе имя модуля (module name), отображаемое имя (display name), тип драйвера и дату сборки (driver link date). В режиме отображения всей информации (/V) сообщается статус (status) и состояние (state) драйвера, режим запуска, сведения об использовании памяти и путь в файловой системе. Параметр /V также включает вывод детальной информации обо всех неподписанных драйверах.
  • SYSTEMINFO — выдает подробную информацию о конфигурации системы, в том числе сведения о версии, типе и изготовителе операционной системы, процессоре, версии BIOS, объеме памяти, региональных стандартах, часовом поясе и конфигурации сетевого адаптера.
  • NLSINFO — отображает подробную информацию о региональных стандартах, включая язык по умолчанию (default language), кодовую страницу Windows, форматы отображения времени и чисел, часовой пояс и установленные кодовые страницы. Эта команда доступна лишь в Windows Server 2003 Resource Kit.

Чтобы использовать эти команды на локальном компьютере, просто введите имя нужной команды в окне командной оболочки и нажмите Enter.

Команды для использования реестра

Реестр Windows хранит конфигурационную информацию операционной системы, приложений, пользователей и оборудования. Эти данные содержатся в разделах (keys) и параметрах (values) реестра, которые размещаются в определенном корневом разделе (root key), который контролирует, как и когда используются разделы и параметры.

Если Вы знаете пути к разделам и понимаете допустимые типы данных в разделах, то можете использовать команду REG для просмотра разделов и параметров и манипуляций над ними самыми разнообразными способами. REG поддерживает несколько подкоманд:

  • REG add — добавляет в реестр новый подраздел или элемент;
  • REG delete — удаляет из реестра подраздел или элемент;
  • REG query — выводит список элементов раздела и имена подразделов (если они есть);
  • REG compare — сравнивает подразделы или элементы реестра;
  • REG сору — копирует элемент реестра по указанному пути раздела на локальной или удаленной системе;
  • REG restore — записывает в реестр ранее сохраненные подразделы, элементы и параметры;
  • REG save — сохраняет копию указанных подразделов, элементов и параметров реестра в файл.

Управление системными службами

Службы обеспечивают ключевые функции рабочих станций и серверов. Для управления системными службами на локальных и удаленных системах используется команда контроллера служб (service controller command) SC, имеющая набор подкоманд, ниже описывается лишь их часть:

  • SC config — настройка учетных записей регистрации и запуска служб;
  • SC query — вывод списка всех служб, настроенных на компьютере;
  • SC qc — отображение конфигурации определенной службы;
  • SC start — запуск служб;
  • SC stop — остановка служб;
  • SC pause — приостановка работы служб;
  • SC continue — возобновление работы служб;
  • SC failure — задание действий, выполняемых при сбое службы;
  • SC qfailure — просмотр действий, выполняемых при сбое службы.

Во всех командах можно указывать имя удаленного компьютера, со службами которого Вы хотите работать. Для этого вставьте UNC-имя или IP-адрес компьютера перед используемой подкомандой. Вот синтаксис:

Перезагрузка и выключение систем из командной строки

Системы нередко приходится перезагружать или выключать. Один из способов — использовать для этого утилиту Shutdown, которая позволяет работать с локальной и удаленными системами. Другой способ управлять выключением или перезагрузкой системы — назначить задание для выключения. Здесь можно использовать Schtasks, чтобы указать время выключения, или создать сценарий со списком команд выключения для индивидуальных систем.

Управлять перезагрузкой и выключением локальной системы позволяют следующие команды.

Выключение локальной системы:

Перезагрузка локальной системы:

Управление приложениями, процессами и производительностью

Всякий раз, когда операционная система или пользователь запускает службу, приложение или команду, Microsoft Windows запускает один или более процессов для управления соответствующей программой. Несколько утилит командной строки упростят вам мониторинг программ и управление ими. К этим утилитам относятся:

  • Pmon (Process Resource Manager) — показывает статистические данные по производительности, включая использование памяти и процессора, а также список всех процессов, выполняемых в локальной системе. Позволяет получать детальные «снимки» задействованных ресурсов и выполняемых процессов. Pmon поставляется с Windows Resource Kit;
  • Tasklist (Task List) — перечисляет все выполняемые процессы по имени и идентификатору процесса, сообщает информацию о сеансе пользователя и занимаемой памяти;
  • Taskkill (Task Kill) — останавливает выполнение процесса, заданного по имени или идентификатору. С помощью фильтров можно останавливать процессы в зависимости от их состояния, номера сеанса, процессорного времени, занимаемой памяти, имени пользователя и других параметров.

Вот в принципе все, что я хотел рассказать об основах командной строки Windows.

Как и в большинстве интерактивных систем, традиционный интерфейс с пользователем ОС UNIX основан на использовании командных языков. Выражаясь несколько тавтологично, можно сказать, что командный язык — это язык, на котором пользователь взаимодействует с системой в интерактивном режиме. Такой язык называется командным, поскольку каждую строку, вводимую с терминала и отправляемую системе, можно рассматривать как команду пользователя по отношению к системе. Одним из достижений ОС UNIX является то, что командные языки этой операционной системы являются хорошо определенными (не очень хороший русский термин, соответствующий совершенно однозначному английскому термину well-defined) и содержат много средств, приближающих их к языкам программирования.

Если рассматривать категорию командных языков с точки зрения общего направления языков взаимодействия человека с компьютером, то они, естественно, относятся к семейству интерпретируемых языков. Коротко охарактеризуем разницу между компилируемыми и интерпретируемыми компьютерными языками. Язык называется компилируемым, если требует, чтобы любая законченная конструкция языка была настолько замкнутой, чтобы обеспечивала возможность изолированной обработки без потребности привлечения дополнительных языковых конструкций. В противном случае понимание языковой конструкции не гарантируется. Житейским примером компилируемого языка является литературный русский язык. Ни один литературный редактор не примет от вас незаконченное сочинение, в котором имеются ссылки на еще не написанные части. Процесс компиляции (литературного редактирования в нашем примере) требует замкнутости языковых конструкций.

Основным преимуществом интерпретируемых языков является то, что в случае их использования программа пишется "инкрементально" (в пошаговом режиме), т.е. человек принимает решение о своем следующем шаге в зависимости от реакции системы на предыдущий шаг. В принципе, предпочтение компилируемых или интерпретируемых языков является предметом личного вкуса конкретного индивидуума (нам известны крупные авторитеты в области программирования — например, Д.Б. Подшивалов,- которые абсолютно уверены, что любая хорошая программа должна быть сначала написана на бумаге и отлажена за столом).

Особенностью командных языков является то, что в большинстве случаев они не используются для программирования в обычном смысле этого слова, хотя на развитом командном языке можно написать любую программу. По нашему мнению, правильным стилем использования командного языка является его применение в основном для непосредственного взаимодействия с системой с привлечением возможностей составления командных файлов (скриптов или сценариев в терминологии ОС UNIX) для экономии повторяющихся рутинных процедур.

Программы, предназначенные для обработки конструкций командных языков, называются командными интерпретаторами. В отличие от компилируемых языков программирования (таких, как Си или Паскаль), для каждого из которых обычно существует много различных компиляторов, командный язык, как правило, неразрывно связан с соответствующим интерпретатором. Когда ниже мы будем говорить о различных представителях командных языков ОС UNIX, относящихся к семейству shell, то каждый раз под одноименным названием мы будем подразумевать и соответствующий интерпретатор.

Командный интерпретатор

Командный интерпретатор, интерпретатор командной строки — компьютерная программа, часть операционной системы, обеспечивающая базовые возможности управления компьютером посредством интерактивного ввода команд через интерфейс командной строки или последовательного исполнения пакетных командных файлов. Как правило его функции сводятся к предоставлению пользователю возможности запускать другие программы, может также содержать некоторые базовые команды ввода-вывода и свой простой скриптовый язык программирования. В операционные системы MS DOS и Windows 95 включен командный интерпретатор command.com, Windows NT включен cmd.exe, в OS/2 командный интерпретатор тоже называется cmd.exe, самый распространенный командный интерпретатор в Linux и FreeBSD — bash, помимо которого есть большое семейство других. Как правило, при низкоуровневой настройке ОС у пользователя есть возможность менять командный интерпретатор, используемый по умолчанию.

К функциям интерпретатора командной строки относятся:

    • Взаимодействие с пользователем (редактирование командной строки, история команд и т.д.).
    • Обработка (расширение) шаблонов имен ("*", "?" и т.д.).
    • Перенаправление ввода-вывода команд.
    • Управление заданиями.

    Программирование в командном интерпретаторе

    Зачастую интерпретатор командной строки предоставляет возможность использования циклов, операторов условного и безусловного перехода и переменных. Он позволяет писать как несложные сценарии для автоматизации повседневных задач, так и довольно сложные программы.

    Пример калькулятора для интерпретатора командной строки windows/MS-DOS. Калькулятор, для командной оболочки bash: Понятия

    Оболочка, в своей работе оперирует простыми командами.

    Простая команда — это последовательность слов через пробел. Нажатие клавиши Enter при вводе команды или перевод строки при обработке сценария являются для командного интерпретатора признаком завершения команды. Она обрабатывается и выполняется.

    Конвейер — это последовательность одной или более команд, разделенных |(& для cmd.exe). Стандартный выходной поток каждой команды, кроме последней, соединяется при помощи программного канала со стандартным входным потоком следующей команды. Каждая команда выполняется как отдельный процесс; интерпретатор ожидает окончания последней команды. Статусом выхода конвейера является статус выхода его последней команды. Вот пример простого конвейера для интерпретатора bash :

    Распространенные командные интерпретаторы

    Что действительно существенно при интерактивной работе в среде ОС UNIX, это знание и умение пользоваться разнообразными утилитами или внешними командами языка shell. Многие из этих утилит являются не менее сложными программами, чем сам командный интерпретатор (и между прочим, командный интерпретатор языка shell сам является одной из утилит, которую можно вызвать из командной строки). В этом разделе мы коротко обсудим, как устроены внешние команды shell и что нужно сделать, чтобы создать новую внешнюю команду.

    Читайте также:  Оригинал или подлинник документа в чем разница

    Организация команды в ОС UNIX

    Вообще-то, для создания новой команды не нужно делать почти ничего специального, нужно просто следовать правилам программирования на языке Си. Как известно, каждая правильно оформленная Си-программа начинает свое выполнение с функции main. Эта "полусистемная" функция обладает стандартным интерфейсом, являющимся основой организации команд, которые можно вызывать в среде shell. Внешние команды выполняются интерпретатором shell с помощью связки системных вызовов fork и одного из вариантов exec (см. п. 2.1.6). В число параметров системного вызова exec входит набор текстовых строк. Этот набор текстовых строк передается на вход функции main запускаемой программы.

    Более точно, функция main получает два параметра — argc (число передаваемых текстовых строк) и argv (указатель на массив указателей на текстовые строки). Программа, претендующая на ее использование в качестве команды shell, должна обладать точно определенным внешним интерфейсом (параметры обычно вводятся с терминала) и должна контролировать и правильно разбирать входные параметры.

    Кроме того, чтобы соответствовать стилю shell, такая программа не должна сама переопределять файлы, соответствующие стандартному вводу, стандартному выводу и стандартному выводу ошибок. Тогда команде может обычным образом перенаправляться ввод/вывод, и она может включаться в конвейеры.

    Перенаправление ввода/вывода и организация конвейера

    Как видно из последнего предложения предыдущего пункта, для обеспечения возможностей перенаправления ввода/вывода и организации конвейера при программировании команд не требуется делать ничего специального. Достаточно просто не трогать три начальные дескриптора файлов и правильно работать с этими файлами, а именно, производить вывод в файл с дескриптором stdout, вводить данные из файла stdin и выводить сообщения об ошибках в файл stderror.

    Встроенные, библиотечные и пользовательские команды

    Встроенные команды представляют собой часть программного кода командного интерпретатора. Они выполняются как подпрограммы интерпретатора, и их невозможно заменить или переопределить. Синтаксис и семантика встроенных команд определены в соответствующем командном языке.

    Библиотечные команды составляют часть системного программного обеспечения. Это набор выполняемых программ (утилит), поставляемых вместе с операционной системой. Большинство этих программ (таких как vi, emacs, grep, find, make и т.д.) исключительно полезно на практике, но их рассмотрение находится за пределами этого курса (по поводу редакторов vi и emacs и утилиты поддержки целостности программных файлов make существуют отдельные толстые книги).

    Пользовательской командой является любая выполняемая программа, организованная в соответствии с требованиями, изложенными в п. 5.2.2. Таким образом, любой пользователь ОС UNIX может неограниченно расширять репертуар внешних команд своего командного языка (например, можно написать собственный командный интерпретатор).

    Программирование на командном языке

    Об этом мы уже говорили. Любой из упоминавшихся вариантов языка shell в принципе можно использовать как язык программирования. Среди пользователей ОС UNIX существует много людей, которые пишут на shell вполне серьезные программы. Однако по нашему мнению правильнее использовать shell для того, для чего он изначально предназначен — для непосредственного интерактивного взаимодействия с системой и для создания не очень сложных командных файлов. Для программирования лучше использовать языки программирования (Си, Си++, Паскаль и т.д.), а не командные языки. Хотя оговоримся, что это личное мнение автора, а выбор способа и стиля программирования является сугубо частным делом каждого программиста.

    Общая характеристика командных языков

    В этом пункте и далее в данном разделе мы будем более конкретно говорить о командных языках семейства shell. Основное назначение этих языков (их разновидностей существует достаточно много, но мы рассмотрим только три наиболее распространенные варианта — Bourne-shell, C-shell и Korn-shell) состоит в том, чтобы предоставить пользователям удобные средства взаимодействия с системой. Что это означает? Языки не даром называются командными. Они предназначены для того, чтобы дать пользователю возможность выполнять команды, предназначенные для исполнения некоторых действий операционной системы. Существует два вида команд.

    Собственные команды shell (такие как cd, echo, exec и т.д.) выполняются непосредственно интерпретатором, т.е. их семантика встроена в соответствующий язык. Имена других команд на самом деле являются именами файлов, содержащих выполняемые программы. В случае вызова такой команды интерпретатор командного языка с использованием соответствующих системных вызовов запускает параллельный процесс, в котором выполняется нужная программа. Конечно, смысл действия подобных команд является достаточно условным, поскольку зависит от конкретного наполнения внешних файлов. Тем не менее, в описании каждого языка содержатся и характеристики "внешних команд" (например, find, grep, cc и т.д.) в расчете на то, что здравомыслящие пользователи (и их администраторы) не будут изменять содержимое соответствующих файлов.

    Существенным компонентом командного языка являются средства, позволяющие разнообразными способами комбинировать простые команды, образуя на их основе составные команды. В семействе языков shell возможны следующие средства комбинирования. В одной командной строке (важный термин, означающий единицу информационного взаимодействия с командным интерпретатором) можно указать список команд, которые должны выполняться последовательно, или список команд, которые должны выполняться "параллельно" (т.е. независимо одна от другой).

    Очень важной особенностью семейства языков shell являются возможности перенаправления ввода/вывода и организации конвейеров команд. Естественно, эти возможности опираются на базовые средства ОС UNIX (см. п. 2.1.8). Кратко напомним, в чем они состоят. Для каждого пользовательского процесса (а внешние команды shell выполняются в рамках отдельных пользовательских процессов) предопределены три выделенных дескриптора файлов: файла стандартного ввода (standard input), файла стандартного вывода (standard output) и файла стандартного вывода сообщений об ошибках (standard error). Хорошим стилем программирования в среде ОС UNIX является такой, при котором любая программа читает свои вводные данные из файла стандартного ввода, а выводит свои результаты и сообщения об ошибках в файлы стандартного вывода и стандартного вывода сообщений об ошибках соответственно. Поскольку любой порожденный процесс "наследует" все открытые файлы своего предка (см. п. 2.1.7), то при программировании команды рекомендуется не задумываться об источнике вводной информации программы, а также конкретном ресурсе, поддерживающим вывод основных сообщений и сообщений об ошибках. Нужно просто пользоваться стандартными файлами, за конкретное определение которых отвечает процесс-предок (заметим, что по умолчанию все три файла соответствуют вводу и выводу на тот терминал, с которого работает пользователь).

    Что обеспечивает такая дисциплина работы? Прежде всего возможность создания программ, "нейтральных" по отношению к источнику своих вводных данных и назначению своих выводных данных. Собственно, на этом и основаны принципы перенаправления ввода/вывода и организации конвейера команд. Все очень просто. Если вы пишете в командной строке конструкцию

    com1 par1, par2, . parn > file_name ,

    то это означает, что для стандартного вывода команды com1 будет использоваться файл с именем file_name. Если вы пишете

    Что такое shell и зачем он нужен

    Командная оболочка в любых unix-подобных системах, к которым относится и GNU/Linux, является обычной программой, запускаемой как в текстовой консоли (которая используется всё реже), так и в графической среде – в окне эмулятора терминала, доступного в любой Linux-системе.

    Ее задача проста и очевидна: принять строку (или строки) ввода, произвести их синтаксический анализ и на основе результатов этого анализа отреагировать соответствующим образом – выполнить команду, запустить программу, вывести диагностическое сообщение и т.п.

    Почти во всех дистрибутивах Linux для пользователей по умолчанию назначается командная оболочка bash (Bourne Again SHell – ещё одна командная оболочка Бурна; Стив Бурн [Steve Bourne] – автор первой командной оболочки в Unix – sh). Фактически она стала неофициальным стандартом, и усовершенствование ее функциональных возможностей продолжается непрерывно. Существуют и другие командные оболочки – tcsh (версия C-shell), ksh (Korn Shell), zsh и т.д. – у каждой есть свои достоинства и недостатки, а также свои группы поклонников. Тем не менее, bash более привычна широким массам пользователей с различными уровнями подготовки, потому я и остановил свой выбор на ней. Стоит также отметить, что какими бы возможностями ни обладали различные оболочки, все они совместимы со своим идеологическим прародителем – Bourn Shell (sh). Иными словами, скрипт, написанный для sh, будет корректно работать в любой современной оболочке (обратно, вообще говоря, неверно).

    Преимущества командной строки

    Может возникнуть вопрос: зачем возиться с командной строкой, если существуют удобные и красивые графические интерфейсы? Тому есть множество причин. Во-первых, далеко не все операции удобнее и быстрее выполнять с помощью графического интерфейса. Во-вторых, каждая программа следует основополагающему принципу Unix-систем: делать чётко определённую работу и делать её хорошо. Иными словами, вы всегда понимаете, что происходит при запуске той или иной утилиты (если что-то не вполне понятно, то следует обратиться к man-руководству). В-третьих, осваивая команды, пробуя их сочетания и комбинации их параметров, пользователь изучает систему, приобретая ценный практический опыт. Вы получаете доступ к таким эффективным инструментам, как конвейеры, позволяющие организовать цепочку команд для обработки данных, средства перенаправления ввода/вывода, а кроме того, можете программировать непосредственно в командной оболочке. Пожалуй, на программировании стоит остановиться подробнее, тем более что многие системные сценарии в Linux (например, скрипты запуска системных сервисов) написаны для shell.

    Командная оболочка в качестве языка программирования

    Итак, командную оболочку можно рассматривать как язык программирования и как программную среду выполнения одновременно. Разумеется, этот язык не компилируемый, а интерпретируемый. Он допускает использование переменных: системных или собственных. Последовательность выполнения команд программы изменяется с помощью конструкций проверки условия и выбора соответствующего варианта: if-then-else и case. Циклы while, until и for позволяют автоматизировать многократно повторяющиеся действия. Имеется возможность объединять группы команд в логические блоки. Вы можете даже писать настоящие функции с передачей в них параметров. Таким образом, налицо все признаки и характеристики полноценного языка программирования. Попробуем извлечь из этого двойную пользу – наряду с изучением основ программирования автоматизируем свою повседневную работу.

    Hello, World! Простая система резервного копирования

    О необходимости регулярного резервного копирования данных знают все, но у пользователей вечно не хватает времени на эту скучную операцию. Выход прост – организовать автоматическое создание резервных копий. Это и будет нашим первым заданием по программированию в командной оболочке.

    Любой командный сценарий (script – скрипт, так называются программы командной оболочки) начинается со строки идентификатора, в которой явно задаётся интерпретатор команд с указанием полного пути к нему. Полный путь – последовательное перечисление всех каталогов, начиная с корневого, в которые надо войти, чтобы добраться до целевого файла, и, разумеется, имя этого файла. Запись полного пути чрезвычайно важна для однозначной идентификации каждого файла в иерархии файловой системы.

    Читайте также:  Плюс 100 500 без матов

    Далее следуют четыре строки комментариев. Как только командная оболочка встречает символ ‘#’, она считает все последующие символы комментариями и полностью игнорирует их до конца текущей строки. Поэтому комментарий можно начать не с самого начала строки, а сопроводить им какую-либо команду.

    После комментариев располагается пустая строка. Для командной оболочки она ничего не значит, и никаких действий не производится. В сценариях пустые строки обычно вставляют для того, чтобы обеспечить удобство чтения программного кода.

    Наконец-то мы добрались до первой «настоящей» команды. Она позволяет сменить каталог (Change Directory), т.е. перейти из текущего каталога в другой, переданный команде как аргумент. В большинстве случаев целевой каталог задаётся в явной форме, например, cd /tmp или cd projects, но в нашем случае используется предопределённая системная переменная HOME – в ней содержится полный путь к домашнему каталогу текущего пользователя, от имени которого выполняется командный сценарий. Тем самым мы избавляемся от необходимости вносить изменения в код всякий раз при смене пользователя, потому что команда возвращает любого в его личный каталог. Знак доллара ‘$’ перед именем переменной означает, что необходимо извлечь значение, содержащееся в этой переменной, и подставить его в командную строку вместо её имени. Особо следует отметить, что в командном языке оболочки регистров букв имеют важное значение, т.е. HOME, Home и home – это три различные переменные. По соглашению, буквами верхнего регистра обозначаются имена системных переменных: HOME, PATH, EDITOR и т.д. Это соглашение не запрещает пользователям создавать свои переменные с именами из заглавных букв, но зачем усложнять себе жизнь, нарушая общепринятые нормы и правила? Не рекомендуется также изменять значения системных переменных без крайней необходимости. В общем, соблюдаем простое правило: системные переменные используем только для чтения, а если потребовалась собственная, то её имя записываем буквами нижнего регистра.

    Нашу первую команду можно было бы записать более кратко:

    ‘ также означает домашний каталог текущего пользователя. Ветераны командной строки выражаются ещё лаконичнее:

    Смысл в том, что когда для команды cd не задан никакой аргумент, она выполняет переход в домашний каталог.

    На очереди классическая программная конструкция проверки условия и принятия соответствующего решения. Общая схема такова:

    Последнее слово конструкции (if в обратном порядке) выполняет роль закрывающей скобки, т.е. границы списка команд, выполняемых при истинности условия. Присутствие fi обязательно, даже если в списке лишь одна команда.

    Для проверки условия, как правило, применяется команда test или её альтернативная форма записи в квадратных скобках. Иначе говоря, записи

    абсолютно равнозначны. Я предпочитаю квадратные скобки, поскольку они более наглядно определяют границы проверяемого условия. И правая, и левая скобка должны быть обязательно отделены от условия пробелами.

    Критерии проверки условия определяются разнообразными флагами. Команда test распознаёт очень большой их список. В нашем примере использован флаг -d, позволяющий проверить, соответствует ли заданное после флага имя реально существующему каталогу (directory). Наиболее часто при работе с файлами применяются следующие флаги:

    -f – существует ли обычный файл с заданным именем;

    -r – установлено ли для заданного файла право на чтение из него;

    -w – установлено ли для заданного файла право на запись в него;

    -x – установлено ли для заданного файла право на его выполнение;

    -s – имеет ли заданный файл ненулевой размер.

    В нашем случае перед условием стоит восклицательный знак, обозначающий операцию логического отрицания, поэтому смысл проверяемого условия становится абсолютно противоположным. Попробуем записать смысл этих команд на обычном русском языке:

    Как видите, всё оказалось не таким уж и сложным. Немного практики, и вы без труда сможете читать и самостоятельно создавать подобные конструкции. Команда создания каталога настолько очевидна, что дополнительных разъяснений не требуется.

    В следующей строке мы создаём собственную локальную переменную cur_date. В подавляющем большинстве случаев переменные создаются простым присваиванием конкретного значения, например:

    Но в нашем примере применяется небольшая хитрость. Обратите внимание, что после знака равенства – символа присваивания – записана команда в обратных кавычках. Такая форма записи позволяет присвоить переменной не саму строку, а результат её выполнения. Здесь это вывод команды date, которая возвращает текущую дату и время в формате, определяемом списком параметров:

    %Y – текущий год в полной форме, т.е. из четырёх цифр (например, 2009);

    %m – номер текущего месяца (например, 09 – для сентября);

    %d – номер текущего дня;

    %H – текущий час в 24-часовом формате;

    %M – текущая минута.

    Таким образом, если выполнить команду

    десятого сентября 2009 года в 22:45, то переменной cur_date будет присвоено строковое значение "200909102245". Цель этого ухищрения – сформировать уникальное, не повторяющееся имя архивного файла. Если вы намерены запустить несколько экземпляров программы в течение одной минуты, то можете улучшить уникальность имён, добавляя ещё и текущие секунды. Как? Изучите руководство утилиты date (man date) – в этом нет ничего сложного.

    Прежде чем приступить к созданию файла архива, необходимо определить, какие именно каталоги мы будем сохранять в нём. Для большей гибкости можно задать набор каталогов, архивируемых по умолчанию, но предусмотреть возможность замены этого набора списком каталогов, передаваемым как аргумент в наш командный сценарий. Для этого используются специальные переменные командной оболочки: $# – число переданных в сценарий параметров и $* – все переданные параметры, записанные в формате одной строки.

    Проверка условия «если число переданных параметров равно нулю», то выполнить следующую команду. Отметим, что ключевое слово then можно записать в строке условия, отделив его от условного выражения точкой с запятой.

    Команда создания архивного файла и сжатия этого файла. Сама утилита tar не выполняет сжатие, а только лишь собирает все заданные файлы и каталоги в единый tar-файл. Для этого предназначен первый флаг — c (create – создать). Сжатие выполняет внешняя программа – здесь это gzip, вызываемый вторым флагом — z. Если в вашей системе установлена более эффективная программа сжатия bzip2, то вы можете воспользоваться ею, изменив команду следующим образом:

    Третий флаг f сообщает о том, что далее следует имя архивного файла, поэтому всегда является замыкающим в перечне флагов. Обратите внимание на то, что при подстановке имя переменной заключено в фигурные скобки. Это сделано, чтобы явно выделить переменную в окружающей её строке, тем самым устраняя многие потенциальные проблемы. Расширения архивному файлу не присваиваются автоматически, вы сами дописываете всё необходимое. В качестве каталогов, архивируемых по умолчанию, я указал projects и bin, но вы можете записать здесь имена своих наиболее ценных каталогов.

    Ключевое слово else открывает альтернативную ветвь выполнения. Команды этого блока начинают работать, если проверка условия даёт результат «ложь» (в нашем примере: «число переданных параметров ненулевое», т.е. пользователь задал имена каталогов). В этом случае команда будет выглядеть так:

    Здесь каталоги по умолчанию заменены строкой имён каталогов, принятой извне. Имеется возможность принимать и обрабатывать каждый внешний параметр по отдельности, но нам удобнее передать строку целиком.

    В конце программы выполняется ещё одна проверка. В unix-средах все команды возвращают код статуса завершения своей работы. Если команда отработала успешно, то она возвращает код 0, в противном случае код завершения будет ненулевым. Чтобы проверить успешность выполнения предыдущей команды архивации, воспользуемся ещё одной специальной переменной $?, в которой всегда содержится значение кода завершения самой последней команды. Если в переменной $? содержится 0, т.е. файл резервной копии был успешно создан, то мы перемещаем его в каталог архивов:

    и выдаём соответствующее сообщение:

    Если проверка показала, что код завершения операции архивирования не равен нулю, то выводится сообщение об ошибке:

    На этом работа нашего командного сценария завершается.

    Чтобы проверить работу нашей программы, необходимо сохранить описанный выше исходный код в файле, например, с именем bckp, а затем для удобства сделать его выполняемым:

    для создания резервной копии каталогов, заданных по умолчанию, и

    для создания резервной копии перечисленных каталогов (укажите имена каталогов, действительно существующих в вашей системе, иначе получите сообщение об ошибке).

    Можно поместить файл bckp в один из каталогов, указанных в системной переменной PATH. Наиболее предпочтительными местами размещения являются /usr/local/bin или $HOME/bin, если таковые у вас имеются. После этого вы можете запускать bckp как системную команду.

    Как автоматизировать операции резервного копирования «по расписанию»

    Несколько слов об автоматизации резервного копирования. Для этой цели служит системный планировщик cron, который считывает рабочие инструкции из специального crontab-файла. Чтобы определить такие инструкции, необходимо создать и отредактировать свой crontab-файл при помощи команды:

    Инструкции записываются в строго определённом формате (поля разделяются пробелами):

    Один из вариантов расписания операций резервного копирования может выглядеть следующим образом:

    Это означает, что сценарий резервного копирования (следует указать полный путь к этому файлу) будет выполняться в 23:30 10-го, 20-го и 30-го числа каждого месяца независимо от дня недели. (Звёздочки обозначают весь допустимый диапазон значений, в данном случае: каждый месяц – в 4-м поле, любой день недели – в 5-м поле)

    Если вы предпочитаете подводить итоги по неделям, а ваша система работает круглосуточно, то имеет смысл запланировать резервное копирование в часы с минимальной нагрузкой:

    Здесь резервные копии будут создаваться в 5:00 по средам и пятницам в каждом месяце (звёздочка в 4-м поле), независимо от числа (звёздочка в 3-м поле).

    Обо всех тонкостях составления расписания можно прочитать в руководстве man 5 crontab.

    Итоги и выводы

    Рассмотренный в данной статье сценарий резервного копирования обладает скромными функциональными свойствами. Но не в этом состояла его главная задача, а в том, чтобы читатель понял, что можно делать в командной строке, и не только скопировал и выполнил предложенный командный файл, а заинтересовался расширением его функций, занялся исследованием необъятных возможностей, предоставляемых командными оболочками. И если кто-то, прочитав эту статью, попробует усовершенствовать приведённый здесь код, или напишет собственный вариант, или реализует свою независимую идею, то я сочту, что основная цель достигнута.

    Ресурсы для скачивания

    Комментарии

    Войдите или зарегистрируйтесь для того чтобы оставлять комментарии или подписаться на них.

    Ссылка на основную публикацию
    Что такое секретный режим
    Режим инкогнито — приватный режим работы браузера, при работе в браузере не сохраняются данные о посещенных сайтах, поисковых запросах, другие...
    Через какое время отключают сим карту мегафон
    Часто можно слышать, что некоторые люди вместо одной сим-карты предпочитают пользоваться двумя или сразу несколькими. Это объясняется лояльной политикой компании...
    Через прямую l провести плоскость перпендикулярно данной
    Не будет преувеличением утверждать, что построение взаимно перпендикулярных прямых и плоскостей наряду с определением расстояния между двумя точками являются основными...
    Что такое сенсорный экран на телефоне
    Сначала тачскрины (сенсорные экраны) встречались достаточно редко. Их возможно было найти, только лишь в некоторых КПК, PDA (карманных компьютерах). Как...
    Adblock detector