2006年05月19日
コンピュータリテラシ
筑波大学 電子・情報工学系
コンピュータサイエンス専攻
新城 靖
<yas@is.tsukuba.ac.jp>
このページは、次の URL にあります。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/coins/literacy-2006/2006-05-19
あるいは、次のページから手繰っていくこともできます。
http://www.coins.tsukuba.ac.jp/~yas/
http://www.cs.tsukuba.ac.jp/~yas/
- 文字端末の中で動作し、人間と文字（キーボードと文字出力）で会話する。
- 他のプログラムを実行するプログラム。
- 自分自身では、あまりなにもしない。
コマンド・インタプリタともいう。
カーネルを取り囲んでいる殻。
図? シェルの位置づけ(リング)
- bindkey コマンド (bindkey -l) で全体が表示される
-
^I (Control+I) で、ファイル名の補完(completion)が使える。
- Emacs の C-f,C-b,C-p,C-f,C-a,C-e
等のカーソル移動のキーが同じように使える。
特に C-p (^P) は、前に打ったコマンドを繰り返すのに便利。
- Delete キー、^H で、左側の1文字削除。
- ^D で一文字削除。
行の末尾では、候補の表示。
- C-SPC,C-w,C-k,C-y でカット＆ペースト
- C-k 行末まで削除
- 入力
- プログラムが実行する時に受け取るデータ。
引数とは違い、ファイルからも受け取れる。
- 出力
- プログラムの実行結果
シェルの機能として、画面を出力をファイルに保存したり、キーボードの代わ
りにファイルに保存されたデータを与えたりできる。
Unix では、文字端末で動くプログラムは次の３種類を当てにしている。
- 標準入力 (stdin, standard input)
- 普通、キーボードにつながっている。
- 標準出力 (stdout, standard output)
- 普通、画面につながっている。
- 標準エラー出力 (stderr, standard error output)
- 普通、画面につながっている。
標準エラー出力は、入出力の切り替え(IO redirection)で必要になる。
% cal ![[←]](../icons/screen-return.gif)
May 2006
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% cal > cal-2006-05
% ls -l cal-2006-05
-rw-r--r-- 1 yas prof 133 May 18 22:23 cal-2006-05
% ![[]](../icons/screen-cursor.gif)
> cal-2006-05 は、標準出力をファイル
cal-2006-05 に切り替える意味。
% cat cal-2006-05
May 2006
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%
ファイルの内容の確認。
bc は、電卓。普通、キーボードから数式を読み込む。
% bc
bc 1.06
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
10+20
30
^D
%
^D (Control+D) は、入力の終わり(end of file) を表す
キー。
ファイルから数式を与えてみる。まず、cat コマンドで作る。cat コマンドは、
引数が与えられない場合、標準入力(キーボード)を、標準出力にコピーする。
引数が与えられると、その引数をファイル名と解釈し、その内容を標準出力に
コピーする。
% cat > expressions
10+20
2^40
^D
% cat expressions
10+20
2^40
%
キーボードの代わりにファイルからデータを読み込ませる。
% bc < expressions
30
1099511627776
%
< expressions は、標準入力をファイル
expressions に切り替える。
- プログラムを２個同時に動かす。
- 最初のプログラムの標準出力を次のプログラムの標準入力にする
ファイルを介しても可能だけれども、作成したファイルを消さなければならない。
% ps aux > ps-result
% head -3 < ps-result
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TT STAT STARTED TIME COMMAND
security 10739 0.4 -0.7 245876 14896 ?? S 7:11PM 0:34.21 /System/Li
windowse 10733 0.3 -0.5 203572 11084 ?? Ss 7:11PM 0:28.25 /System/Li
% rm ps-result
%
パイプ機能を使うと、直接２つのプログラムが結びつけられる。
% ps aux | head -3
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TT STAT STARTED TIME COMMAND
security 10739 0.3 -0.7 245876 14860 ?? S 7:11PM 0:34.31 /System/Li
windowse 10733 0.2 -0.5 203572 11084 ?? Ss 7:11PM 0:28.33 /System/Li
%
複数段、接続できる。
% ps aux | head -10 | tail -3
root 93 0.0 -0.1 27276 1128 ?? Ss Fri09AM 0:05.57 /usr/sbin/
root 95 0.0 -0.1 27372 1712 ?? Ss Fri09AM 0:00.02 xinetd -do
root 96 0.0 -0.2 29912 4240 ?? Ss Fri09AM 53:41.81 /usr/sbin/
%
標準出力の切り替えを行ったとしても、標準エラーは画面に表示される。
% ps AUX > ps-result
ps: X: no such user
% cat ps-result
%
AUX は、間違い。ps コマンドは、エラー・メッセージを標準出力で
はなく標準エラー出力に書き出す。
>&をつかうと、エラー・メッセージも含めてファイルに出
力することもできる。
% ps AUX >& ps-result
% cat ps-result
ps: X: no such user
%
|&を使うと、エラー・メッセージも含めてパイプに出力す
ることもできる。
% ps AUX |& head
標準出力では、ファイルを追加することができる。
% ls cal-2006-567
ls: cal-2006-567: No such file or directory
% cal 5 2006 > cal-2006-567
% cal 6 2006 >> cal-2006-567
% cal 7 2006 >> cal-2006-567
% cat cal-2006-567
May 2006
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June 2006
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30 31
%
- 変数(variable)
- 何かを覚えるためのもの。メモリを抽象化して名前をつけたもの。
- 変数名(variable name)
- 変数を区別するための名前
- 変数の値(value)
- 変数が覚えているもの
- 変数の値を参照(reference)
- 変数の値を取り出すこと
- 変数に値を代入(assignment)
- 変数名で変数を指定して、その値を変更する。変数に値をセットする。
- シェル変数
- １つのシェル内でのみ有効。変数にリストが許される。
- 環境変数
- 子プロセスに引き継がれる。変数にリストが許されない。
| 操作 | シェル変数 | 環境変数 |
| 代入 | set name=value | setenv name value |
| 参照 | $name | $name |
| 削除 | unset name | unsetenv name |
| 一覧表示 | set | printenv |
| 単独表示 | echo $name | echo $name |
| | printenv name |
% set s=/Applications/Utilities
% echo $s
/Applications/Utilities
% ls $s
Activity Monitor.app Java
AirPort Admin Utility.app Keychain Access.app
AirPort Setup Assistant.app NetInfo Manager.app
Audio MIDI Setup.app Network Utility.app
Bluetooth File Exchange.app ODBC Administrator.app
ColorSync Utility.app Print Center.app
Console.app Printer Setup Utility.app
DigitalColor Meter.app System Profiler.app
Directory Access.app Terminal.app
Disk Utility.app VoiceOver Utility.app
Grab.app X11.app
Grapher.app iPod Software Updater.localized
Installer.app
% unset s
% ls $s
tcsh: s: Undefined variable.
%
% setenv e /Applications/Utilities
% printenv e
/Applications/Utilities
% echo $e
/Applications/Utilities
% ls $e
Activity Monitor.app Java
AirPort Admin Utility.app Keychain Access.app
AirPort Setup Assistant.app NetInfo Manager.app
Audio MIDI Setup.app Network Utility.app
Bluetooth File Exchange.app ODBC Administrator.app
ColorSync Utility.app Print Center.app
Console.app Printer Setup Utility.app
DigitalColor Meter.app System Profiler.app
Directory Access.app Terminal.app
Disk Utility.app VoiceOver Utility.app
Grab.app X11.app
Grapher.app iPod Software Updater.localized
Installer.app
% unsetenv e
% echo $e
tcsh: e: Undefined variable.
%
シェルは、コマンドを実行する時にプロセスを生成する。
シェルが親プロセス、コマンドのプロセスが子プロセスになる。
環境変数は、子プロセスへ引き渡される。
環境変数は、子プロセスの動作を変更するために用いる。
% date
Fri May 19 04:53:45 JST 2006
% echo $TZ
tcsh: TZ: Undefined variable.
% setenv TZ EST
% date
Thu May 18 14:54:01 EST 2006
% unsetenv TZ
% date
Fri May 19 04:54:10 JST 2006
%
マニュアルの ENVIRONMENT VARIABLES に記述されている。
% man date
DATE(1) BSD General Commands Manual DATE(1)
NAME
date -- display or set date and time
SYNOPSIS
...
ENVIRONMENT VARIABLES
The following environment variables affect the execution of date :
TZ The timezone to use when displaying dates. See environ(7) for more
information.
...
シェル変数 path は、空白で区切られた文字列の並びであるリスト
を代入できる。
% set
...
path (/home1/prof/yas/bin /usr/local/bin /usr/local3/bin /bin
/usr/X11R6/bin /sbin /usr/bin /usr/sbin /usr/local3/ImageMagick/bin)
...
% echo $path[1]
/home1/prof/yas/bin
% echo $path[2]
/usr/local/bin
%
いくつかのシェル変数と環境変数は連動して変わる。
| シェル変数 | 環境変数 |
| path | PATH |
| home | HOME |
| term | TERM |
| user | USER |
シェルが解釈し、コマンドには渡されない文字。
< > | $ { } ( ) [ ] & ; ^ " * ? ~ ' ` 空白 など。
コマンドの引数として渡したい時には、解釈を避ける(エスケープ(escape))た
めの特殊な形式を使う。
| 形式 | エスケープ対象 | エスケープしないメタキャラクタ |
\x | 「\」の直後の一文字 | なし |
| 'str' | 「'」でくくられた文字列 | ! |
| "str" | 「"」でくくられた文字列 | !, $ |
\は、＼か￥。
ファイル名の一部だけをキーボードから打ち込み、
残りの部分をシェルに探させる。
補完(completion)では、人間が目で確認するが、置き換えでは人間が確認する
ことはない(見つからなければエラーになる)。
例：/usr/bin にある a で始まるファイルをすべて ls コマンドに引き渡したい。
% cd /usr/bin
% ls a*
a2p ant as atq automake-1.6
aclocal appleping asa atrm automator
aclocal-1.6 appletviewer at atstatus autoreconf
addftinfo apply at_cho_prn autoconf autoscan
afmtodit apropos atlookup autoheader autoupdate
alias ar atos autom4te auval
amlint arch atprint automake awk
%
| パタン | 意味 |
| * | 任意の文字列（空でもよい）(.で始まるものを除く) |
| ? | 任意の１文字 |
| [str] | strのなかの１文字。たとえば [aA] は、a か A とマッチする。「-」があると、ASCIIでその間の文字を意味する。たとえば「0-9」（数字）や「a-zA-Z」(アルファベット)がよく使われる。 |
| {str1,str2,...} | 「,」で区切られたパタン str1, str2, ... を順にファイル名置換した結果を並べたもの |
| ~username | ユーザusernameのホーム・ディレクトリの絶対パス。 |
| ~/ | 自分自身のホーム・ディレクトリ |
| ~ | 自分自身のホーム・ディレクトリ |
よく使われる形式
- *
- 全てのファイル名。
- *.txt
- 最後が .txt で終わるもの。
- file[0-9]
- 数字で終わるファイル名
- [a-z]*
- 英小文字で始まるファイル名
- [Ww]work
- work または Work
２種類のコマンドの実行方法
フォアグランド・ジョブ (foreground job)
そのコマンドのプロセスが終了するまで
プロンプトを出さずに待っている。
コマンドは、キー入力できる。
バックグランド・ジョブ (background job)
コマンドのプロセスが終了を待たずに、すぐに次の
コマンドを入力するためのプロンプトを出す。
コマンドは、キー入力できない。
バックグランドの利用法
- キー入力不要で時間がかかる処理を実行している
間に、別の仕事をする。
- 一時的に実行を中断して、再開させたい。
たとえば、emacs を実行中に、ls を打ち、また emacs にもどりたい。
今となっては、複数端末を開いてやればよいとも言える。
例: 大量のファイルを削除する
% rm -rf dir &
[1] 7433
%
コマンドの末尾に 「&」を付けると、バックグランドで実行され
る。ジョブ番号とプロセス番号が表示され、すぐにプロンプトが洗われる。
終了すると次のような表示がなされる。
[1] Done rm -rf dir
複数のコマンドを順次実行するには、「;」で区切る。
% date ; sleep 10 ; date; who
Fri May 19 06:00:52 JST 2006
Fri May 19 06:01:02 JST 2006
yas ttyp0 May 18 22:42 (sharon.hlla.is.t)
%
複数のコマンドをまとめることができる。
例: /bin と /usr/bin にあるファイルをしらべてホーム・ディレクトリにある
commands というファイルに保存する。
% cd
% (cd /bin; ls; cd /usr/bin; ls ) > commands
コマンドは、成功すると 0、失敗すると 0 以外を返す（ようにプログラムが記
述されているものが多い。）
% ls -ld /
drwxrwxr-t 34 root wheel 1190 May 12 09:34 /
% echo $status
0
% ls -ld /aaaa
ls: /aaaa: No such file or directory
% echo $status
1
%
コマンドが成功したか失敗したかを調べ、その結果に応じて次のコマンドを実
行するかしないかを決めたい。
command1 が成功したら、command2 を実行する。
(できれば、両方とも実行したい。)
command1 && command2
command1 が失敗したら、command2 を実行する。
(どちらか一方が実行できればよい)
command1 || command2
csh (tcsh) には、過去に打ち込んだコマンドを記憶して
再現する機能がある。
過去に打ち込んだコマンドの一覧を表示する。
% history
% history
2 22:43 cd public_html/coins/literacy-2006/2006-05-19
3 22:43 ps
4 22:43 ps x
...
100 6:20 ls
101 6:20 history
%
シェル変数 history の個数だけ記憶している。
tcshでは、Emacs の ^P / ^N で、ヒストリを
さかのぼれる。
その他に、次のような方法もある。tcsh では、ほとんど使われない。編集機能
がない csh では有効であった。
- !!
- 直前のコマンドの再実行
- !10
- 10番のコマンドの実行
- !-2
- 現在からさかのぼって2個前のコマンドの実行。!-1 は、!! と同じ。n
- !str
- 先頭が str から始まるコマンドで、最も最新のもの。
- !?str
- 文字列 str を含むコマンドで、最も最新のもの。
- ^old^new
- 直前のコマンドの old を new で置き換えたもの。打ち間違いの修正。
- !*
- 直前のコマンドの引数(コマンド名以外)
more, less, lv のように、１ページごとに止まって表示するプログラムをペー
ジャ(pager)という。man コマンドは、長いページを表示するために環境変数
PAGER で指定されたプログラムを実行する。
- more
- 初代ページャ。
長いファイルを、１ページごとに止まって「more (もっと読みますか?)」
と尋ねる。
- less
- 逆戻りできる
- lv
-
漢字コードとして utf8 などもきちんと扱える。
使い方は、less コマンドとだいたい同じ。
手引き21ページ。
- pg
- System V 系 Unix のページャ
| キー | 説明 |
| スペース | 次のページ |
| f | １ページ進める(forward) |
| b | １ページもどる(back) |
| q | 終了 |
| j | 1行進める |
| k | 1行もどす |
| g | 先頭にもどる |
| G | 末尾にもどる |
| /str | 文字列 str をファイルの末尾に向かって探す |
| ?str | 文字列 str をファイルの先頭に向かって探す |
| n | 直前の検索をファイルの末尾に向かって繰り返す(next) |
| N | 直前の検索をファイルの先頭に向かって繰り返す(next) |
実習時間中には、
以下の課題をできるだけ多く行いなさい。全部を行う必要はない。
tcsh の補完機能を利用して、次のファイル名を調べてる。
% ls /
ここまで打ったら、行末で^Dを押してみる。
% ls /^D
すると、ls と同じような表示がなされる。
% ls /
Applications/ Network/ bin/ home2/ sbin/
Desktop DB System/ cores/ mach.sym tmp@
Desktop DF Users/ dev/ mach@ usr/
Developer/ Volumes/ etc@ mach_kernel var@
Library/ automount/ home1/ private/
% ls /
uから始まるものは、1個しかないので 「u」とうち、タブ・キーを打つ。タブ
キーの代わりに (^I)でもよい。
% ls /u^I
すると、sr/ が補完される。
% ls /usr/
^D を打つ
% ls /usr/^D
すると、/usr の内容が表示される。
% ls /usr/
X11R6/ epkg@ info/ libexec/ local@ share/
bin/ include/ lib/ local3@ sbin/ standalone/
% ls /usr/
「lo タブ」とうつと、
% ls /usr/lo^I
次のように「cal/」が補完される。
% ls /usr/local
同様に、^D と打つと、一覧が表示される。
% ls /usr/local^D
local3@ local@
% ls /usr/local
/b タブとうつ。
% ls /usr/local/b^Iin/
「in/」が補完される。
% ls /usr/local/bin/
ここで ^D を押しても数が多いので参考にならない。emくらいを入れ
てタブを押す。
% ls /usr/local/bin/em^I
ビープ音がなり、補完されない。
^Dで様子をみる。
% ls /usr/local/bin/em
emacs* emacsclient* emcws-22.0.50*
% ls /usr/local/bin/em
a タブとうつ。
% ls /usr/local/bin/ema^I
「cs」が補完される。
% ls /usr/local/bin/emacs
ps コマンドを使って、動作している全プロセスを表示しなさい。lv コマンド
で１ページずつ表示しなさい。
% ps aux | lv
grep は、引数で指定された文字列を検索し、見つかった行だけを表示するプロ
グラムである。
% grep root /etc/passwd
root:*:0:0:System Administrator:/var/root:/bin/sh
daemon:*:1:1:System Services:/var/root:/usr/bin/false
% cat /etc/passwd | grep root
root:*:0:0:System Administrator:/var/root:/bin/sh
daemon:*:1:1:System Services:/var/root:/usr/bin/false
%
ps aux, ps auxw の結果を grep で検索し、特定の文字列
(たとえば sh や自分のログイン名)が現れるものを表示しなさい。
grep コマンドでよく使うオプション
- -v
- その行が含まれないものを表示する
- -i
- 大文字小文字を無視する
★練習問題(74) sort
sort コマンドは、データを並べ替えるプログラムである。データは、引数で指
定されたファイル、または、標準入力から受け取る。結果は、標準出力、また
は、-o で指定されたファイルに書き出すプログラムである。
1行に1つ、なにかの名前(人名、果物の名前)を含むファイルを作成しなさい。
sort コマンドを使って、並べ替えなさい。
ls -l の結果は、ファイル名の順番でソートされている。これをファイルの大
きさでソートしなさい。
sort コマンドでよく使うオプション
- -n
- 数値として比較
- -r
- 逆順でソート
- -f
- 大文字小文字を区別しない
- +番号
- 番号で指定されたフィールド以降をソートする。先頭は0。
- -o filename
- 結果を filename に保存
uniq は、連続した行で重複したものを取り除くコマンドである。
sort の結果で重複したものを取り除くためによくつかわれる。
uniq -c で、数を数えることもできる。
head は、ファイルの先頭の 10 行(または、指定された行数) を表示する。
tail は、ファイルの末尾の 10行(または、指定された行数)を表示する。
set コマンドを用いて、どのようなシェル変数が設定されているかをしらべな
さい。
% set
printenv コマンドを用いて、どのような環境変数が設定されているかをしらべ
なさい。
% printenv
シェル変数 path (環境変数 PATH) には、コマンドを検索するためのディレク
トリ名が含まれている。どのようなディレクトリが含まれているか調べなさい。
% echo $path
% echo $PATH
% ls -ld $path
利用可能なコマンドの一覧を表示しなさい。
% ls $path > commands
% lv commands
% ls $path | lv
存在しないディレクトリについてのエラー・メッセージは、標準エラー出力に
出力され、ファイルやパイプには現れない。
history コマンドで、どのようなコマンドを打ち込んできたかを調べなさい。
% history
次の方法で再実行してみないさい。
-
^P/^N で選択して
- !の後に番号
cut コマンドを使うと、行の一部を文字単位で切り出すことができる。
% ps uxw
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TT STAT STARTED TIME COMMAND
yas 12144 0.0 -0.0 27396 520 p0 S 8:38AM 0:00.17 grotty
yas 10897 0.0 -0.1 31872 1148 p0 Ss 10:42PM 0:02.05 -tcsh
yas 11759 0.0 -0.1 31896 1200 p1 Ss+ 6:22AM 0:00.50 -csh
yas 12137 0.0 -0.0 27292 436 p0 S 8:38AM 0:00.04 man tcsh
yas 12138 0.0 -0.0 27804 556 p0 S 8:38AM 0:00.01 sh -c (cd /usr/share/man && /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.
yas 12139 0.0 -0.0 27804 388 p0 S 8:38AM 0:00.01 sh -c (cd /usr/share/man && /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.
yas 12140 0.0 -0.0 27360 392 p0 S 8:38AM 0:00.02 /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.1
yas 12141 0.0 -0.0 27320 388 p0 S 8:38AM 0:00.01 /usr/bin/groff -Wall -mtty-char -Tascii -mandoc -c
yas 12142 0.0 -0.0 27344 612 p0 S 8:38AM 0:00.10 /usr/bin/less -is
yas 12143 0.0 -0.1 27800 1388 p0 S 8:38AM 0:00.38 troff -Wall -mtty-char -mandoc -c -Tascii
yas 10895 0.0 -0.0 30716 600 ?? S 10:42PM 0:01.79 /usr/sbin/sshd -i
% ps uxw | cut -c 1-10,65-
USER PID COMMAND
yas 108976 -tcsh
yas 108959 /usr/sbin/sshd -i
yas 121374 man tcsh
yas 121381 sh -c (cd /usr/share/man && /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.
yas 121391 sh -c (cd /usr/share/man && /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.
yas 121402 /usr/bin/tbl /usr/share/man/man1/tcsh.1
yas 121411 /usr/bin/groff -Wall -mtty-char -Tascii -mandoc -c
yas 121420 /usr/bin/less -is
yas 121438 troff -Wall -mtty-char -mandoc -c -Tascii
yas 121447 grotty
yas 122116 cut -c 1-10
yas 117590 -csh
%
締め切りは、2006年5月23日火曜日とする。
以下の問題について、問題、および、回答をテキスト・ファイルに記述し、
レポート提出ページから提出しなさい。
端末の表示(コマンドの実行結果)は、コピー＆ペースト等の機能を使って提出
するファイルに含めなさい。
テキスト・ファイルで、右揃えをするには、パラグラフの区切りを、空行にし
た上で、M-q (Esc q, M-x fill-paragraph) の機
能を利用するとよい。
(1) /usr/bin にある次のようなファイルを探しなさい
- ファイル名が a で終わる
- ファイル名の一部に数字 5 か 6 を含む
- ファイル名が2文字
- 文字 q を含む
(2) echo コマンドを使って、次の文字列を画面に表示しなさい。
(3) 次のファイル名「すべて」を、シェル変数やファイル名置換を使って短く
表現しなさい。最後に ls -ld で表示しなさい。
- /Applications/Firefox.app
- /Applications/Thunderbird.app
- /Applications/QuickTime Player.app
(4) tcsh の補完機能を使って、次のファイル名を打ち込み、ls -ld で表示し
なさい。この時、どのようなキー操作を行ったかを書きなさい。
- ~/Library/Application Support/Firefox/Profiles/
(5) 次の文字列を変数に設定しなさい。
この変数を使って、次のホストに ssh コマンドで遠隔ログインして、
hostname コマンドを実行しなさい。
- www.coins.tsukuba.ac.jp
- orchid-calc1.coins.tsukuba.ac.jp
(6) /usr/bin にあるファイルのうち、ファイルファイルのサイズが大きいもの
5 個を表示する方法を示しなさい(加点課題)。
次のような結果が得られるはずである。
% コマンドライン
30703212 emacs-21.2.1
30703212 emacs
4017096 php
2455700 jikes
1850988 emacs-undumped
%
Last updated: 2006/05/23 16:29:30
Yasushi Shinjo / <yas@is.tsukuba.ac.jp>