Informatique

Introduction à Unix

Table des Matières

•  But du document
•  Historique
•  Fonctionnement simple d'un ordinateur
•  Principes de base et définitions
•  Utiliser UNIX
•  Travailler avec UNIX
•  Exécuter des commandes ou lancer des applications
•  UNIX Shell : csh
•  Le système de fichiers
•  Les chemins d'accès
•  Nom des fichiers et répertoires
•  Les droits d'accès
•  Les processus
•  UNIX en réseaux
•  Les commandes
•  Quelques exemples pratiques
•  Bibliographie

But du document

UNIX est un OS extrêmement puissant et malheureusement complexe, ce document vous ouvre une porte vers sa maîtrise. Le but n'est pas découvrir toutes les fonctionnalités de LINUX, pour cela il vous faudra lire un ouvrage plus conséquent, par exemple : "UNIX" de M. Wielsch.
 

Principes de base et définitions

Une station de travail (Work Station) est un ordinateur puissant qui est destiné des tâches praticulières. Il a peu de temps encore, on opposait les stations de travail aux PCs, qui étaient bien loin derrière au niveau des performances. Ceci a légèrement changé, car heureusement pour nous les utilisateurs et malheureusement pour les fabricants de station de travail, les PCs ont connus un évolution technologique énorme. Si bien qu'à l'heure actuelle certains PCs haut de gamme sont plus performants que certaines stations de travail bas de gamme, pour un prix nettement moins élevé.

UNIX est un système d'exploitation multitâches et multi-utilisateurs.
(MS-DOS est un système d'exploitation monotâche et mono-utilisateur).
 

Système d'exploitation :   (Operating System)	Il s'agit d'un "programme" qui est charge de gérer les ressources matérielles (mémoire, écran, clavier, disque...) et de mettre ces ressources à disposition des programmes de l'utilisateur.
Multitâches :	Le système d'exploitation est capable de faire "tourner" plusieurs programmes en même temps. (Sur un ordinateur qui n'a qu'un processeur les programmes utilisent le processeur tour à tour très rapidement. Ce qui donne l'impression à l'utilistaeur que les programmes fonctionnent tous en m^eme temps.)
Multi-utilisateurs :	Plusieurs utilisateurs différents peuvent utiliser le même ordinateur en même temps. Ils ont chacun un écran et un clavier (terminal), ils se partagent le processeur, la mémoire et le disque dur... Ils ont chacun un acompte différent qui peut être protègé par un mot de passe, ce qui garantit une securité minimum. Un utilistateur ne peut pas éffacer les fichiers crées par un autre, sauf si l'administrateur lui en donne le pouvoir.

l'administrateur est la personne qui s'occupe de gèrer la station de travail. Son role est de créer les acomptes pour le nouveau utilistaeur et de gèrer la configuration des logiciels. Le nom de son acompte est toujours "root". Il a tous les pouvoirs, il peut tout effacer sur le disque dur, changer les mots de passe des utilisateurs et si  il en a envie, il peut lire les fichiers personnels des utilisateurs.

Le SHELL est l'interpréteur de commande. Il sert à "traduire" les informations qui proviennent du système d'exploitation en informations compréhensibles par un humain et inversement, à "traduire" les informations entrées par un humain en informations compréhensibles par l'OS (Operating System). Il permet aussi de créer des petits programmes et donne accès à quelque commandes de base (ls, cd, pwd, ...).

X-Window ajoute des fonctions spécialisées pour l'affichage graphique.

Le gestionnaire de fenêtres (Window manager) sert à définir l'apparence des icons, des fenêtres, les couleurs et les actions à effectuer lorsque l'utilisateur "cilc" avec la souris.

Le bureau est la totalité de l'écran, là où viennent se poser les icons, ...

Le BIOS sert à initialiser le matériel, à vérifier qu'il fonctionne et à charger le Kernel UNIX dans la mémoire.

Schéma simplifié des différentes couches logiciels :

Historique

Depuis plusieurs sociétés ont développé séparément leurs versions de UNIX. Les universités américaines ont largement contribué au développement de UNIX, en particulier celle de Berkeley.
AT&T a essayé de définir les standards UNIX, les différents constructeurs informatiques ne suivent pas forcement ces standards. Les derniers standards sont l'X/OPEN Portability Guide et POSIX, beaucoup de sociétés les suivent.

L' X-Consortium du MIT (Massachusetts Institue for Technology) qui réunit la plus part des constructeurs informatique  a développé l'interface graphique X-Window pour UNIX.

( MS-DOS, le système d'exploitation qui a fait la fortune de Bill Gates, est un lointain dérivé de UNIX. Windows NT est un système d'exploitation qui tente de préserver la compatibilité MS-DOS et les avantages du Multi-tâches UNIX.)

Il existe plusieurs versions de UNIX qui fonctionnent sur les PC compatibles IBM, dont une particulièrement intéressante, puisque elle est gratuite , comprend un nombre impréssionnant d'applications et est accompagnée de tous les codes sources.  Elle s'appelle LINUX. Elle a été développée par Linus Torvalds (Université d'Helsinki Finlande) et des milliers de bénévoles. A l'heure actuelle, Linux est le seul OS pour PC qui peut prétendre concurrencer ceux de Microsoft dans un proche avenir.

Fonctionnement simple d'un ordinateur

• Un micro-processeur (CPU), qui traite les données en fonction des programmes.
• De la mémoire RAM, pour y stocker temporairement les données et les programmes.
• Une ROM, qui contient un petit programme qui permet d'initialiser l'ordinateur (BIOS).
• Des périphériques, pour stocker les programmes et les données, et pour inter-agir avec les utilisateurs.
• Un bus (= des fils électriques), qui relie ensemble tous les autres éléments.
• Une alimentation électrique en courant continu.

Séquence de démarrage :

1. L'ordinateur est allumé.
2. Après quelques dixièmes de secondes un "RESET" est automatiquement généré.
3. Le processeur va lire les instructions placées dans la ROM.
4. Ces instructions lui indiquent de détecter et d'initialiser tous les composants présents dans l'ordinateur.
5. Il mémorise dans la RAM toutes les adresses et le type de tous les composants qu'il a trouvé.
6. Si il trouve un problème sur un des composants, il s'arrête et affiche un message à l'écran.
7. Sinon, il essaie de trouver le système d'exploitation. Il ira le chercher sur le disque dur (PC), sur une disquette (PC), sur un CD-ROM (PlayStation), dans une cartouche ROM (Nintendo 64) ou sur le réseau (PC sans disque dur) suivant le type de l'ordinateur.
8. Si il ne trouve pas de système d'exploitation, il affiche un message et s'arrête. Sinon, il le charge dans la RAM.
9. Si tout se passe bien, il exécute le système d'exploitation et l'ordinateur est prêt à être utilisé.

Le micro-processeur (CPU : Central Processing Unit) est chargé d'exécuter les instructions des programmes. Ce n'est pas un cerveau, il complètement stupide, il ne fait que ce que le programmeur lui demande de faire. Si le CPU se retrouve dans une situation que le programmeur du kernel n'a pas prévu, il fait "planter" le système. Sous UNIX un "plantage" du système se traduit par un message du genre "PANIC : General exception". Le "plantage" d'un programme simple se traduit par un message du style "Segmentation Fault. core dumped".
 

Utiliser UNIX

• Un ordinateur (relativement puissant) avec un disque dur contenant le système d'exploitation.
• Raccorder l'ordinateur à une prise 230V et l'enclencher !!!
• Quand la bannière du LOGIN apparet, il faut entrer un nom d'acompte et un mot de passe. Sur toutes les machines, il y un acompte "root" qui est destiné à l'administrateur du système, en général  les utilisateurs normaux n'y ont pas accès. En général, il y a aussi un acompte "guest" qui n'est pas protégé par un mot de passe, mais l'utilisateur "guest" (invité) n'a pas le droit d'effacer ou de modifier les fichiers qu'il n'a pas créer lui-même. Si vous êtes sur votre propre machine, vous avez certainement un acompte à votre nom et un mot de passe connu de vous seul.
• Pour quitter son acompte UNIX, il faut  taper "logout" dans un  Shell,.
• Pour arrêter l'ordinateur, il faut taper "init 0" dans un  Shell (fonctionne uniquement en root).

Travailler avec UNIX

• UNIX et les outils standards de UNIX ne permettent pas de réellement travailler, ils servent uniquement à administrer le système. Pour travailler avec UNIX, il faut lui ajouter des applications telle que "Netscape", "TheGimp", "StarOffice", "ApplixWare"...
• Donc, en général, vous ne travaillez pas avec UNIX. Vous travaillez avec des applications qui fonctionnent sous UNIX, c'est totalement différent. Le présent document traite uniquement de UNIX lui-même et pas des applications.

 Exécuter des commandes ou lancer des applications

• La plus simple, si vous avez KDE ou Gnome : Si l'icon de l'application se trouve sur le bureau, cliquez  dessus.
• Si l'administrateur a configuré le menu de la barre des tâches pour votre application, cliquez sur le menu correspondant.
• La solution la plus "UNIXienne" : Ouvrez un "Shell" (xterm sous X-Window) et tapez le nom de votre application.

Shell : bash

Les points communs à tous les shells :

• Le premier mot qui est tapé sur la ligne est la commande ( ex : ls ).
• Les mot qui suivent la commande et qui sont précédé par un "-" sont des options ( ex : ls -l ).
• Les autres mots qui suivent sont des arguments ( ex : ls -l /home/moi ).
• Les majuscules et les minuscules ne sont PAS équivalentes.
• Le shell exécute uniquement les commandes qui se situent dans un répertoire spécifié par la variable d'environnement path.
• Pour exécuter une commande qui ne se trouve pas dans le path, il faut spécifier sont chemin d'accès.
• Pour interrompre l'exécution d'une commande, pressez : <Control>C.
• Pour exécuter deux commandes de suite sur une seul lignes, il faut les séparer par un ";" ( ex : ls ; date ; echo "Fin").
• Pour quitter le shell, tapez : exit.
• En cas d'erreur de frappe, utilisez la touche Back Space.
• Sou X-Window, avec le bouton de gauche de la souris, il est possible de sélectionner du texte. Avec le bouton du milieu, il est possible de le coller sur la ligne de commande.
• Il est possible de rediriger les informations qu'une commande affiche à l'écran dans un fichier à l'aide de ">" (ex : ls -l > /usr/tmp/tst.tmp). Si on utilise ">>" les informations contenues dans le fichier de destination ne seront pas écrasées. (ex : ls -l >> /usr/tmp/tst.tmp).
• Il est aussi possible de rediriger les entrées/sorties d'une commande vers une autre commande avec "|" (ex : ls -l | cut -c1,5). Cette méthode s'appelle pipe.
• L'étoile "*" remplace zero ou plusieurs lettres dans un nom de fichier (ex : ls -l /usr/tmp/*.tmp).
• Le point d'interrogation remplace une lettre dans le nom d'un fichier (ex : net?cap?).

• La touche <TAB> complète les commandes et les noms de fichiers.
• les touches de flèches permettent de rapeller les commandes précédentes.

Le système de fichiers

• Les fichiers normaux ( textes, exécutables, applications ...)
• Les répertoires ( directory )
• Les fichiers spéciaux ( devices )

L'arborescences en bref :

 

Les répertoires où les utilisateurs doivent enregistrer leurs fichiers sont : "/usr/tmp" pour les fichiers temporaires et "/home/Nom_Utilisateur" (ex : "/home/guest") + ses sous-répertoires pour tous les fichiers normaux.

Les chemins d'accès

Exemple :

linux10 # pwd
/home/guest
linux10 # ls .netscape
cache        history.list
history.db
linux10 # ls /home/guest/.netscape
cache        history.list
history.db
linux10 #

La command pwd indique le chemin absolu du répertoire courant. La commande cd permet de changer de répertoire courant.

Tous les répertoires, même si ils sont vides, contiennent 2 pseudo-sous-répertoires : "." et "..".
Le "." représente le répertoire lui-même et ".." représente le répertoire parent.

Exemple :

linux10 # pwd
/home/guest
linux10 # ls -a /home/guest
.                     .netscape
..                   .profile
linux10 # ls -a .
.                     .netscape
..                   .profile
linux10 # ls -a /home
.                     user1
..                   guest
linux10 # ls -a ..
.                     user1
..                   guest
linux10 # ls -a ../guest
.                     .netscape
..                   .profile
linux10 # cd ..
linux10 # pwd
/home
linux10 #

 Nom des fichiers et répertoires

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
0123456789
,_

Il peut y avoir jusqu'à 255 caractères dans un nom de fichier ou de répertoire.

Il est possible de donner 2 ou plusieurs nom à un fichier avec la commande ln. Pour créer un répertoire on utilise mkdir.
 

Les droits d'accès

Chaque fichier a 3 catégories de droits d'accès :

• le créateur du fichier
• le groupe d'utilisateurs dont fait partie le créateur du fichier
• le reste des utilisateurs

r : lecture autorisée
w : écriture autorisée
x : exécution autorisée

type du fichier	droits du créateur	droits des utilisateurs du groupe du créateur	droits de tous les autres utilisateurs
-	---	---	---

Exemple :

linux10 # ls -l
drwxrwxr-x  1 root      root      1024 Apr 27 20:45 CMD/
-rwxr-xr-x  1 guest     users     1290 Apr 27 20:34 hello_world
-rw-rw-r--  1 guest     users      450 Jun  6 11:23 mon_fichier.txt
linux10 #

hello_world est un fichier exécutable par tout le monde, le créateur est le seul à pouvoir le modifier ou le supprimer.

mon_fichier.txt est lisible par tout le monde, le créateur et son groupe peuvent le supprimer.
 

Les processus

La commande ps -x affiche tous les processus qui tournent actuellement. La commande killall stop tous les processus du même nom. La commande kill -9 stop un seul processus.

Exemple :

linux10 # ps -x
PID  TTY STAT  TIME COMMAND
190  pp0 S     0:00 netscape
191  pp0 R     0:00 hello_world
234  pp0 S     0:00 hello_world
239  pp0 S     0:00 netscape
linux10 # killall netscape
linux10 # ps -x
PID  TTY STAT  TIME COMMAND
191  pp0 R     0:00 hello_world
234  pp0 S     0:00 hello_world
linux10 # kill -9 191
PID  TTY STAT  TIME COMMAND
234  pp0 S     0:00 hello_world
linux10 #

Exemple :

linux10 # netscape&
linux10 # xedit&
linux10 #

 UNIX en réseaux

• Transférer des fichiers d'une machine à l'autre (ex : rcp guest@linux10:/usr/tmp/log.tmp root@linux20:/usr/tmp ).
• Exécuter des programmes sur une machine à distance (ex : rsh guest@linux10 "ls /usr/tmp" ).
• Ouvrir une session de terminal à distance (ex : rlogin -l guest ovens10 ).
• Intégrer des fichiers d'une machine distante dans l'arborescence d'une autre machine (ex : mount linux10:/usr/tmp /mnt ).

Les données sont transmises entre les deux machines par les interfaces ethernet qui sont reliées entre elles par un câble.
Les données ne sont pas transmises tel quelles sur le câble, on leur ajoute des entêtes qui servent à savoir qui a envoyé les données et à qui elles sont destinées. UNIX utilise en général le protocole TCP/IP pour communiquer entre les machines.
Chaque machine à un numéro unique (ex : 192.34.46.2) appelé "IP address". Chaque machine à un nom (HostName), UNIX convertit automatiquement ce nom en "IP address". Vous devez donc connaître soit l' "IP address", soit le "HostName" d'une machine pour pouvoir y accèder à distance.
 

entête ethernet	entête internet	données
0x89 0xf8 0xac 0x78 0x56 0xe2	192.34.46.2	0111110101011111010000..........1111101110101010101110

La commande last permet de savoir le nom des derniers utilisateurs qui ont ouverts une session sur un système.

Les commandes :

Voici une liste non-exhaustive des commandes standards de UNIX :
 

Commande	Description de la commande
alias	Définition de pseudo commandes. ex : alias dir="ls -l"
ar	Archivage de fichiers.
at	Exécution decalée dans le temps d'une commande. ex : at 1615 < toto.run
awk	Langage de programmation.
banner	Affichage de grands caratères. ex : banner hooops
basename	Retoune le nom du ficher seul dans un chemin absolu.  ex : basename /usr/people/converse/converse
bg	Met un processus en arrière plan.
break	Interruption d'une boucle.
breaksw	Interruption de switch.
cal	Affiche un calendrier.
cancel	Suppression d'une impression en cours.
case	Decision à choix multiples.
cat	Affiche le contenu d'un fichier.
gcc	Compilateur C.
cd	Changement de réperoire courant.
chgrp	Modifie le groupe créateur d'un fichier.
chmod	Modifie les droits d'un fichier. ex : chmod +x execut_me
chown	Changement du propriétaire d'un fichier.
chroot	Indique une racine virtuelle à une commande.
coltabl	Modifie les valeurs par défaut de l'odre de tri.
continue	Reprend l'exécution d'une boucle.
cp	Copie un ou des fichiers. ex : cp toto.txt titi.txt
cpio	Archivage et désarchivage.
crontab	Execution d'une commande à intervals réguliers.
cu	Liaison avec une machine par modem.
cut	Coupe des fichiers en colonnes. ex : cat toto.txt | cut -d "-" -f3,8
date	Affiche la date actuelle.
dd	Copie et conversion de fichiers.  ex : dd if=/usr/tmp/toto.txt of=/tmp/titi.txt
default	Choix par défaut.
df	Affiche l'espace utilisé sur le système de fichiers.
diff	Affiche les différences entre 2 fichiers.
du	Affiche l'espace utilisé du disque.
echo	Affiche du texte. ex : echo "hello world !"
ed	Editeur ligne.
egrep	Affiche toutes les lignes qui contiennent un mot recherché.  ex : cat toto.txt | egrep 'titi'
env	Affiche et modifie les variables d'environnement.
eval	Evalue plusieurs foix le contenu d'une ligne de commande.
ex	Editeur ligne.
exit	Sortie d'un script ou d'un shell.
export	Export les variables dans les shells enfants.
expr	Evaluation d'une expression. ex : echo `eval 2 + 2`
false	Valeure de retour d'un script shell.
fc	Rappel des commandes précédentes
fg	Remet une commande d'arrière plan au premier plan.
fgrep	Recherche rapide d'un mot dans un fichier.  ex : fgrep "hello" toto.txt
file	Affiche le type d'un fichier.
find	Cherche un fichier. ex : find / -name "t?t?.txt" -print
for	Boucle.
foreach	Boucle.
goto	Saut.
grep	Recherche d'un mot dans un fichier. ex : grep "ERROR" toto.txt
cat /proc/pci	Affiche la configuration matérielle.
history	Affiche les dernières commandes exécutées.
id	Affiche les numéros d'utilisateurs et de groupes.
ifconfig	Affiche le nom des interfaces réseau configurées.
if	Si.
jobs	Affiche les processus d'arrière plan.
join	Join deux fichiers.
kill	Envoie un signal à un processus. ex : kill -9 1458
last	Affiche le nom des derniers utilisateurs de la machine.
ld	Linker.
ln	Création d'un lien sur un fichier.
logname	Affiche le nom de l'utilisateur.
logout	Fin d'une session.
lpr	Impression.
lpq -l	Affiche l'état de l'imprimante.
ls	Donne la liste des fichiers.
m4	Préprocesseur de macro.
mail	E-Mail.
mailx	E-Mail.
make	Contruction de programmes.
man	Aide.
mesg	Verouillage des accès à l'écran par d'autres utilistateurs.
mknod	Création de fichiers spéciaux.
more	Affichage d'un fichier page par page.
mv	Déplacement de fichiers.
netstat	Affiche l'état du réseau.
newgrp	Change l'appatenance à un groupe d'utilisateurs.
nice	Modifie la priorité de traitement d'une commande.
nohup	Fait ignorer les sigaux à une commande.
nvram	Affiche le contenu de la mémoire non-volatile.
od	Affiche les données en hexadécimal.
passwd	Change de mot de passe.
perl	Programmation.
pg	Affichage page par page d'un fichier.
ping	Test du réseau.
pr	Formatage des données.
print	Affiche du texte.
printenv	Affiche les variables d'environnement.
ps	Affiche les processus en cours.
pwd	Affiche le répertoire actif.
read	Lit des données depuis le clavier.
readonly	Protection des variables.
repeat	Répeter l'exécution d'une commande.
return	Saut en arrière dans un script.
rlogin	Ouverture d'une session à distance.
rm	Efface des fichiers.
rmdir	Efface un répertoire.
rsh	Shell à distance.
sed	Editeur de texte.
select	Sélection de menu.
set	Affiche toutes les variables.
sh	Bourne-shell.
shift	Décalage des paramètres.
sleep	Interrompt le processus pendant un certain temps.
sort	Tri de données.
strings	Extraction des caractères lisibles d'un fichier binaire.
stty	Configuration d'une interface série.
su	Changement d'utilisateur.
switch	Choix multiple.
sync	Vide les mémoires tempons des périphériques.
tail	Affiche la dernière partie d'un fichier.
tar	Archivage.
tclsh	Programmation.
tcsh	C-shell étendu.
tee	Duplication d'un flux de données.
telnet	Ouverture d'une session à distance.
test	Test d'une expression.
time	Affiche la durée d'exécution d'une commande.
touch	Modification de la date de création d'un fichier.
tr	Conversion de caractère.
trap	Modification de la réaction aux signaux.
true	Valeur de retour pour un script.
tty	Affichage des nom des terminaux.
ulimit	Taille maximale d'un fichier.
umask	Définition des droits par défaut.
unalias	Suppression d'un alias.
unset	Supression d'une variable.
until	Jusqu'à ce que...
uucp	Copie à distance.
uuname	Affiche les noms des machines.
uustat	Etat de uucp.
uux	Exécution à distance.
vi	Editeur de texte UNIX standard. vi a 2 modes de fonctionnement : commande et saisie.  Pour entrer ou revenir en mode commande tapez sur la touche <ESC>.  ":q!"       quitter sans sauver ":wq"       sauver et quitter "i" ou "a"  entrer en mode saisie "x"         effacer le caractère sous le curseur "dd"        effacer la ligne sous le curseur "h"         déplacer le curseur vers la gauche "i"         déplacer le curseur vers la droite "k"         déplacer le curseur vers le haut "j"         déplacer le curseur vers le bas "<Ctrl>F"   remonter d'une page "<Ctrl>B"   descendre d'une page "y"         copier "p"         coller "/"         rechercher un mot dans le texte vi a beaucoup d'autres fonctions, consultez man.
wait	Attente d'un processus en arrière plan.
wall	Envoi d'un message à tous les utilisateurs.
wc	Compte le nombre de mots.
which	Indique où se trouve la commande dans le path.
while	Tant que...
who	Affiche la liste des utilisateurs.
whoami	Affichage du nom d'utilisateur
xterm	Lance un nouveau Unix shell.
wish	Programmation graphique en Tcl/Tk.
write	Envoie un message à un autre utilisateur.
xargs	Combinaison de lignes de commandes et de saisies clavier.

 Quelques exemples pratiques

linux20# rlogin  linux10
linux10# ps -x
PID  TTY STAT  TIME COMMAND
190  pp0 S     0:00 netscape
191  pp0 R     0:00 converse
linux10# kill -9 190

linux10# killall netscape

linux10# grep "error" /var/log/messages
Jan  1 01:41:32 linux10 kernel: HPFS: map_sector: read error
linux10# cat /var/log/messages | grep "ERROR"
ERROR :<Converse time out >
TOTAL Number of ERROR Detected : 1
linux10#

linux10# cd .netscape
linux10# rm history.db
linux10# rm cookies
linux10# rm -r cache/*
linux10#

Lire un fichier binaire (fichier "core" ou exécutable) :

linux10# cat core | od -c | cut -c8,80 | tr -d " " | more
ELF\007hj\056po
hj7\08876d\045
...
ou plus simplement :

linux10# strings core |more
 

linux10# find ./ -name "cookies" -print
/usr/people/converse/.netscape/cookies
linux10#

linux10# cat >mon_prog
#!/bin/sh

echo -n "Entrez votre nom : "
read nom
echo "Bonjour "$nom", soyez le bienvenu dans le monde de UNIX."
^D
linux10# chmod +x mon_prog
linux10# ./mon_prog
Entrez votre nom : jml
Bonjour jml, soyez le bienvenu dans le monde de UNIX.
linux10#

Bibliographie :

• "UNIX", Michael Wielsch, Micro Application, 1995.
• "Le guide de Linux", Michael Wielsch, Micro Application, 1996.
• "Linux Installation and Getting Started", Matt Welsh, Sybex, 1995.
• "Linux Secrets", Naba Barkakati, Sybex, 1996.
• "Pentium Processors and Related Products", INTEL, Intel Literature, 1995.