file system

absolute pathnames

relative pathnames

pwd

cd

ls

cat

less

head

tail

Dateisystem

Verzeichnisbaum: die Organisationsstruktur des Dateisystems
Dateien: die Datenbehälter
Pfadnamen: absolute und relative
Navigation im Dateibaum: mit den Kommandos pwd und cd
Anzeigen von Verzeichnisinhalten: mit ls
Anzeigen von Dateinhalten: mit cat, more, head, tail

Dateisystem

Subsystem von Rechnern zur dauerhaften Speicherung digitaler Daten

in sehr großem Umfang: schon Laptops können Terabytes speichern
unabhängig von der Lebensdauer verarbeitender Prozesse: auch nach Beendigung der Textbearbeitung ist das Dokument noch vorhanden und später wieder ladbar
gleichzeitig verfügbar für beliebig viele Prozesse: Verwaltung einer Ressource mit massiv paralleler Nutzung

besteht aus

Dateien: benanntes Objekt zur dauerhaften Speicherung digitaler Daten mit einem standardisierten Satz von Operationen
Verwaltungsapparat: hierarchisch organisiert mit Festlegung über Benennung, Schutz und zulässige Operationen auf den verwalteten Dateien

Benutzersicht: Verzeichnisbaum

Die Namen innerhalb eines Unterverzeichnisses müssen eindeutig sein!

DNS Verzeichnisbaum [directory tree]

Beginnt mit dem Wurzelverzeichnis: stets mit / bezeichnet
enthält weitere (Unter)-Verzeichnisse: die wieder Verzeichnisse und Dateien enthalten können
und Dateien: mit den eigentlichen Daten
mit Namen: aus Klein- und Großbuchstaben, Ziffern und den Zusatzzeichen . und –
und signifikanter Schreibung: Groß- und Kleinschreibung in Datei- und Verzeichnisnamen ist relevant: anmeldungen.03-14.ods und Anmeldungen.03-14.ods sind verschiedene Namen
ohne Namenskonflikte: innerhalb eines Verzeichnisses sind alle Namen verschieden

Gleiche Namen in verschiedenen Verzeichnissen

Absolute Pfadnamen

Sequenz der Verzeichnis- und Dateinnamen auf dem Pfad vom Wurzelverzeichnis hin zum Zielverzeichnis oder -datei getrennt durch das reservierte Metasymbol /.

Eigenschaften: unabhängig vom Kontext der Benutzung immer eindeutig
Beispiel: /home/inf/progbau/Unix/02/index.html
Hinweis: das spezielle Zeichen / bildet die Struktur des Verzeichnisbaumes in den Pfadnamen ab – es kann deshalb nie Teil eines Verzeichnis- oder Dateinamens sein.
Quiz: Bestimmen Sie weitere absolute Pfadnamen für Verzeichnisse und Dateien im obigen Verzeichnisbaum.
Merkregel: Absolute Pfadnamen beginnen immer mit dem Zeichen /.

Relative Pfadnamen

Namen

Namen relativ zum Standort – dem aktuellen Arbeitsverzeichnis (working directory).

Eigenschaften

abhängig vom aktuellen Kontext (dem Arbeitsverzeichnis): Differenz zwischen Kontext und dem passenden absoluten Pfadnamen.

Umrechnung relativer in absolute Pfadnamen

	absoluter Pfadname des Arbeitsverzeichnisses
`+`	relativer Pfadname
`=`	absoluter Pfadname

Beispiel

Arbeitsverzeichnis	Pfadname
	relativ	absolut
`/home/`	inf/inf600/	`/home/`inf/inf600/
`/home/inf/inf600/`	Publicite/	`/home/inf/inf600/`Publicite/
`/home/inf/inf844/`	Publicite/	`/home/inf/inf844/`Publicite/

Merkregel

Relative Pfadnamen beginnen nie mit /.

Arbeitsverzeichnisse werden eingestellt mit cd, angezeigt mit pwd.

Quiz

Geben Sie Beispiele für relative Pfadnamen im obigen Verzeichnisbaum.

Arbeitsverzeichnis	relativer Name	absoluter Name

p_rintw_orkingd_irectory + c_hanged_irectory

print working directory absoluten Pfadnamen des Arbeitsverzeichnisses ausgeben
`pwd`	# `/home/inf/progbau/Publicite/Unix/` als Beispiel

change directory das aktuelle Arbeitsverzeichnis ändern
`cd pfadName_opt`	# zum neuen Verzeichnis

Beispiel am obigen Verzeichnisbaum verfolgen
cd /	# zum Wurzelverzeichnis
pwd	`/`
cd home/	# nach /home/
cd inf/progbau/	# nach /home/inf/progbau/
cd Unix/	# nach /home/inf/progbau/Unix/
cd -	# zum vorherigen Verzeichnis:
cd -	# zum vorherigen Verzeichnis:
cd -	# zum vorherigen Verzeichnis:
cd `..`/`..`/`..`/proc/	# nach:
cd ../home/stud/	# nach:
cd	# zum Basisverzeichnis

Das Basisverzeichnis ist das aktuelle Arbeitsverzeichnis sofort nach dem Anmelden – voreingestellt durch die SystemadministratorIn.

Kommandoausführung

Die Kommandos pwd und cd werden von der Shell selber bearbeitet (interne Kommandos): cd ändert den Eintrag für PWD des laufenden Kommandointerpreters und ruft chdir(2) auf.

Liste aller Shell-Variablen anzeigen mit set (Details hier).

l_is_t

Optionen
`l`	# long – ausführliche Anzeige (s.u.)
`a`	# all – auch die verdeckten Namen: `.name`

Format
`ls –optionen_opt pfadName_opt`

Beispiele
ls -al /home/	# statt -a -l
ls -lh 01/	# Größen in KB bzw. MB
ls	# aktuelles Arbeitsverzeichnis

Typische Struktur der Ausgabe für ls -l:
`–`	`rw–r––r––`	`1`	`inf600`	`student`	`435`	`jun 5 10:03`	`a.html`
`d`	`rwxr–xr–x`	`2`	`progbau`	`student`	`4096`	`apr 6 10:07`	`Unix`
Typ	Zugriffsrechte		Benutzerkennung (owner)	Gruppe (group)	Größe in Bytes	Datum der Erstellung oder letzten Änderung	Name

Typ-Codierung: – normale Datei, d directory (Verzeichnis), l link (Verweis), b block special file, c character special file

cat + more + head + tail

Befehle zur Ausgabe von (textuellen) Dateiinhalten auf der Standardausgabe.

Befehl	Parameter	Funktion
`cat`	`dateiName(n)`	Dateiinhalte ausgeben. (concatenate)
`more`	`dateiName(n)`	Dateiinhalte seitenweise ausgeben. Beenden mit `q`.
`head`	`dateiName(n)`	Anfang einer Datei (header) ausgeben. `-n` Zeilen.
`tail`	`dateiName(n)`	Ende einer Datei (tail) ausgeben. `-n` Zeilen.

cat /home/inf/progbau/Publicite/Unix/02/index.html

more inf2888/temp/grosseDatei.txt

head -25 /etc/protocols

tail -30 /var/log/syslog # braucht evtl. besondere Rechte

less /etc/protocols # less is more than more: mit Blättern per Pfeiltaste

tail -f /var/log/denyhosts # auf nibelung?

tail /var/log/lastlog # Ooops, Binärzeichen?

Fehlermeldungen

file not found: die Datei existiert nicht
not a directory: kein Verzeichnis – bei Anwendung eines Befehles auf Dateien, der nur für Verzeichnisse passt (zB. cd)
no such file or directory: der benutzte Datei- oder Verzeichnisname bezeichnet keine existierende Datei bzw. Verzeichnis
permission denied: Zugriff verboten – bei Ausführung eines Kommandos mit nicht ausreichenden Rechten.

Die beiden speziellen Verzeichnisnamen

Jedes Verzeichnis enthält mindestens die beiden speziellen Unterverzeichnisse:

`.`	Name für das Verzeichnis selber
`..`	Name für sein Elternverzeichnis

mit z.B. folgenden Entsprechungen
`/home/inf/./user`	`/home/inf/user`
`/home/inf/../user`	/home/user

und typischer Anwendung als relativer Pfadname (Begründung?)
`.`	Name des aktuellen Arbeitsverzeichnisses
`..`	Name des zugehörigen Elternverzeichnisses

Wie lauten die absoluten Pfadnamen zum Arbeitsverzeichnis `/home/inf/inf4242/`?
`Studium/Unix/./a.out`
`Studium/Unix/../a.out`
`./a.out`
`/bin/../dev/ttyS8`

Können Sie jetzt die folgende URL verstehen?
`https://campus.hs-worms.de/~progbau/Unix/index.html`

Eingabehilfen auf der Kommandozeile

zum effizienteren Arbeiten vom Kommandointerpreter realisiert.

Namensergänzung (filename completion)

bei Eingabe eines Pfadnamens wird der Name schrittweise vervollständigt beim Drücken (in bash) der Tabulator- oder (in tcsh) der ESC-Taste.

Rückholen von Befehlen

mit den Pfeiltasten ↑ bzw. ↓

Namenskürzel – übersetzt von der Shell in die absoluten Pfadnamen (vgl. echo ~):

`~`	# Basisverzeichnis der aktuellen BenutzerIn
`~benutzerName`	# Basisverzeichnis von `benutzerName`

Praktische Übungen ...

Namensergänzung per TAB- bzw. ESC-Taste (in bash bzw. tcsh) bei der Eingabe von Pfadnamen benutzen!

Basisverzeichnis (Heimatverzeichnis, home directory) auf den Rechnern im Rechenzentrum (z.B. nibelung, obelix) bzw. in den Übungsräumen bzw. auf eigenem Rechner ermitteln (pwd).

Verzeichnisbaum im Rechenzentrum skizzieren in sinnvoller Auflösung bis zu Ihrem Basisverzeichnis nur unter Verwendung von ls. Sie können bedarfsweise .. (mehrfach) einsetzen.

Arbeitsverzeichnis einstellen mit cd auf einem Linux-Server im Rechenzentrum ausgehend von Ihrem Basisverzeichnis. Bitte vor Eingabe des jeweiligen Kommandos das erwartete Ergebnis notieren, und nach seiner Ausführung mittels pwd nachprüfen. Eventuelle Abweichungen bitte sofort besprechen und erklären. Den zugehörigen Verzeichnisbaum schrittweise mit skizzieren.

cd ..	# nach:
cd .	# nach:
cd ~	# nach:
cd ../../stud/	# nach:
cd ../../usr/	# nach:
	# nach `/home/dozent/doering`
	# zum Basisverzeichnis von der BenutzerIn `progbau`
cd -	# nach:
cd -	# nach:
cd -	# nach:

... Praktische Übungen ...

Navigieren im Verzeichnisbaum – ausgehend von Ihrem Basisverzeichnis setzen Sie Ihr aktuelles Arbeitsverzeichnis jeweils mittels absoluter und relativer Pfadnamen zu /bin/, ../../../usr/ bzw. ~progbau. Verzeichnisbaum skizzieren?

Inhalte von Verzeichnissen – ausgeben (in langem Format) ausgehend von Ihrem aktuellen Arbeitsverzeichnis mittels absoluter und relativer Pfadnamen: /usr//bin/, /sbin/ bzw. ~progbau. Verzeichnisbaum skizzieren?

cat /home/../proc/version bzw. cat /home/../../../../proc/version liefern welches Ergebnis? Warum?

Programmdateien – nach bekannten Namen suchen in den Verzeichnissen /bin/ und /usr/bin/. Z.B. ls, cat, more, less, head oder tail.

Verdeckte Dateien in Ihrem Basisverzeichnis? Welche Funktion vermuten Sie jeweils?

Dateien ausgeben mit cat – auch sogenannte binäre Dateien z.B. aus /bin/ oder auch /usr/bin/. Als Textdatei z.B. /etc/protocols, /etc/passwd oder ~progbau/Publicite/Unix/02/index.html

Verzeichnisse ausgeben mit cat, more, less, head bzw. tail. Was sehen Sie und warum?

more und less zum seitenweisen Ausgeben von Dateien. Weiterschalten jeweils mit der Leertaste. Als Datei z.B. /etc/protocols benutzen.

... Praktische Übungen...

Absolute und relative Pfadnamen: welche der folgenden Pfadnamen sind absolut bzw. relativ?

../../bin/
/bin/ls
./myprogs/helloWorld
~/Pruefung/C0/
~progbau/Publicite/Unix/

ls webmaildir/../../ mit Ihrem Basisverzeichnis im Rechenzentrum als aktuellem Arbeitsverzeichnis ergibt welches Resultat und warum?

WSL- und Windows-Dateisystem: falls Sie WSL benutzen, prüfen Sie bitte folgende Beziehungen zwischen den beiden Dateisystemen nach:

Windows-Laufwerk n ist in WSL sichtbar unter /mnt/n/. Dateien, die in Windows angelegt wurden, können im WSL auch verändert werden – aber nicht umgekehrt!

Der Verzeichnisbaum ab ~Benutzername im WSL ist unter Windows lesbar (nicht veränderbar!) unter ????

... Praktische Übungen

Teile von Dateien ausgeben – z.B. die ersten 25 Zeilen von /etc/protocols bzw. die letzten drei Zeilen von /etc/passwd.

Größe von Verzeichnissen bezieht sich nur auf die Verwaltungsdaten – bitte bei Verzeichnissen mit viel Inhalt nachprüfen (/bin/ oder /etc/).

ls -ltr /var/log/ ordnet die Ausgabe nach welchen Kriterien?

df und du aufrufen auf Ihr Basisverzeichnis jeweils mit der Option -h, und danach stattdessen mit der Option --si. Können Sie die Ausgabe interpretieren? Wie groß ist der Inhalt von /bin?

curl -L web-adresse > dateiName zum Laden von Webseiten in Dateien mit frei gewählten Namen. Lassen Sie sich für verschiedene Ziel-URLs die resultierende Größe Ihrer Dateien mittels ls -l anzeigen.

cat dateiName gibt Inhalte von Dateien aus, more dateiName oder less dateiName seitenweise. Benutzen Sie jedes der Kommandos zur Ausgabe der gesammelten Webseiten.

Verzeichnis /proc/ auf Linux-Rechnern enthält Dateien mit Information zum Systemzustand. Geben Sie den Inhalt einiger Dateien aus. Können Sie die Anzahl der lokalen Prozessoren herausfinden, die Größe des installierten Hauptspeichers, bzw. die Version des Betriebssystems?

Logdateien in Realzeit verfolgen mittels tail -f, z.B. auf /var/log/messages oder /var/log/syslog.