C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -1C2110
Operační systém UNIX a
základy programování
Petr Kulhánek, Jakub Štěpán
kulhanek@chemi.muni.cz
Národní centrum pro výzkum biomolekul, Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita, Kotlářská 2, CZ-61137 Brno
CZ.1.07/2.2.00/15.0233
6. lekce
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -2-
Obsah
 Skripty
• Skripty vs. programy
• Kompilace programu
• Spouštění programu a ukázkového skriptu
 Proměnné
• Nastavování a rušení proměnných
• Proměnné a procesy
• Typy řetězců
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -3-
Skripty
 Skripty vs. programy
 Kompilace programu
 Spouštění programu a ukázkového skriptu
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -4Programy
vs Skripty
zdrojový kód
program
vstup
výstuppřeklad (kompilace)
skript interpreter
vstup
výstup
Program je soubor strojových instrukcí
zpracovávaných přímo procesorem.
Program vzniká překladem zdrojového
kódu programovacího jazyka.
Překládané jazyky:
C/C++
Fortran
Skript je textový soubor obsahující příkazy
a řídící sekvence, které jsou vykonávány
interpreterem použitého skriptovacího
jazyka.
Skriptovací jazyky:
bash
gnuplot
awk
JavaScript
PHP
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -5Programy
vs Skripty, ...
 nevyžaduje rekompilaci
 vytváření samospustitelného kódu
 špatná optimalizovatelnost
 pomalejší vykonávání
 snadná optimalizace
 rychlé vykonávání
 nutnost rekompilace
 nelze vytvářet samospustitelný kód
zdrojový kód
program
vstup
výstuppřeklad (kompilace)
skript interpreter
vstup
výstup
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -6V
čem psát skripty a programy
Jelikož jsou skripty a zdrojové kódy programů textové soubory, lze použít libovolný textový
editor umožňující uložení textu v čisté formě (bez formátovacích metadat).
Textové editory:
 vi
 kwrite
 kate
 gedit
K psaní skriptů a zdrojových kódů programů lze používat i specializované vývojové prostředí
– IDE (Integrated Development Enviroment). IDE obsahuje kromě editoru i správce
projektu, ladící nástroje (debugger) a další. Většinou dostupné pro komplexnější jazyky:
JavaScript, Python, PHP, atd.
Vývojové prostředí:
 Kdevelop
 qtcreator
 NetBeans
 Eclipse
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -7Program
v jazyce C
#include <stdio.h>
int main(int argc,char* argv[])
{
printf("Tohle je program v jazyce C! \n");
return(0);
}
Kompilace
$ gcc program.c -o program
Zdrojový kód
Spuštění programu
$ ./program
kompiler jazyka C název souboru s vytvořeným
programem
soubor program musí mít práva pro spuštění
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -8Program
ve Fortranu
program Hello
write(*,*) 'Toto je program ve Fortranu!'
end program
Kompilace
$ gfortran program.f90 -o program
Spuštění programu
$ ./program
kompiler jazyka Fortran název souboru s vytvořeným
programem
Zdrojový kód
soubor program musí mít práva pro spuštění
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -9Skript
v Bashi
#!/bin/bash
echo 'Toto je skript v interpretu Bash!'
Spuštění skriptu
interpret Bash
soubor skript.bash nemusí mít práva pro spuštění
Skript
$ bash skript.bash
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -10Skript
v GNUPlotu
#!/usr/bin/gnuplot
set title "Toto je skript v GNUPlotu!"
plot sin(x)
pause -1
Spuštění skriptu
interpret GNUPlot
soubor skript.gnuplot nemusí mít práva pro
spuštění
Skript
$ gnuplot skript.gnuplot
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -11-
Cvičení
1. Vytvořte čtyři adresáře s názvy ukol01, ukol02, ukol03, ukol04
2. Do jednotlivých adresářů uložte postupně soubory program.c ,
program.f90, skript.bash, a skript.gnuplot z adresáře
/home/kulhanek/Data/programs
3. Zkompilujte zdrojové kódy programů napsaných v jazyce C a Fortran.
Ověřte, že vzniklé programy lze spustit.
4. Jaká je velikost souboru obsahující výsledný program vzniklý kompilací
zdrojového kódu v jazyce C. Otevřete vzniklý soubor v textovém editoru. Co
soubor obsahuje?
5. Ověřte funkčnost skriptů skript.bash a skript.gnuplot jejich spuštěním.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -12Spouštění
skriptů
1) Nepřímé spouštění
Spouštíme interpreter jazyka a jako argument uvádíme jméno skriptu.
$ bash muj_skript_v_bashi
$ gnuplot muj_skript_v_gnuplotu
Skripty nemusí mít nastaven příznak x (executable).
2) Přímé spouštění
Spouštíme přímo skript (shell automaticky spustí interpreter).
$ ./muj_skript_v_bashi
$ ./muj_skript_v_gnuplotu
Skripty musí mít nastaven příznak x (executable) a interpreter (součást skriptu).
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -13Určení
interpretru
#!/bin/bash
echo "Toto je skript v bashi!"
#!/usr/bin/gnuplot
set xrange[0:6]
plot sin(x)
pause -1
Skript v bashi Skript v gnuplotu
#!/absolutní/cesta/k/interpretru/skriptu
Specifikace interpretru (první řádek skriptu):
 Pokud není interpreter skriptu při jeho přímém spuštění uveden, použije se interpreter
systémového shellu.
 Interpreter uvedený ve skriptu se ignoruje při nepřímém spuštění.
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -14Určení
interpretru, II
#!/usr/bin/env interpreter
Pokud se absolutní cesta k interpretru mění (např. při použití softwareových modulů), lze
použít následující konstrukci:
Interpreter musí být v některém adresáři určeném
systémovou proměnnou PATH.
#!/usr/bin/env bash
echo "Toto je skript v bashi!"
#!/usr/bin/env gnuplot
set xrange[0:6]
plot sin(x)
pause -1
Skript v bashi Skript v gnuplotu
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -15-
Cvičení
1. Změňte přístupová práva u souborů skript.bash a skript.gnuplot (příkaz
chmod).
2. Ověřte, že lze skripty spustit přímo bez uvedení interpretru.
3. Co se stane, pokud k interpretaci skriptu skript.gnuplot použijete
interpretr bash?
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -16-
Proměnné
 Nastavování a rušení proměnných
 Proměnné a procesy
 Typy řetězců
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -17-
Proměnné
V jazyce Bash se proměnnou rozumí pojmenované umístění v paměti, které obsahuje
hodnotu. Hodnota proměnné v jazyce Bash je vždy typu řetězec (text).
Nastavení proměnné:
$ JMENO_PROMENNE=hodnota
$ JMENO_PROMENNE="hodnota s mezerami"
Přístup k hodnotě proměnné:
$ echo $JMENO_PROMENNE
Zrušení proměnné:
$ unset JMENO_PROMENNE
Přehled všech proměnných:
$ set
nesmí být mezera mezi jménem proměnné a =
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -18Proměnné
a procesy
Proměnné
Proces: pid, ppid
Proces: pid, ppid
Proměnné
rodičovský proces
dceřiný proces
Každý proces má vyhrazenou část pro
ukládání hodnot proměnných.
Dceřiný proces v okamžiku svého spuštění získá kopii
proměnných (exportovaných) a jejich hodnot od rodičovského
procesu. Tyto proměnné může dle potřeby měnit nebo mazat.
Dále může nastavovat nebo mazat nové proměnné. Všechny
tyto změny však po skončení dceřiného procesu zaniknou.
Změny se neprojeví na hodnotách původních proměnných
rodičovského procesu.
Export proměnné:
$ export JMENO_PROMENNE
$ export JMENO_PROMENNE="hodnota"
export
export s přiřazením
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -19-
Řetězce
V jazyce Bash lze použít čtyři typy řetězců:
• bez uvozovek
A=pokus
B=*
C=$A
• s uvozovkami
A="pokus hokus"
B="* $A"
• s jednoduchými uvozovkami (apostrof)
A='pokus hokus'
B='* $A'
• s obracenými jednoduchými uvozovkami (obrácený apostrof)
A=`ls –d`
B="pocet : `ls | wc –l`"
nahradí se seznamem souborů a adresářů, které
jsou v aktuálním adresáři (lze použít složitější
kontrukce)
nahradí se hodnotou proměnné A
nahradí se hodnotou proměnné A, hvězdička se
neexpanduje (je uvedena v uvozovkách)
text je uveden přesně, bez žádné expanze či
transformace
hodnota proměnně obsahuje dvě slova oddělené mezerou
do místa obrácených uvozovek se vloží
výstup příkazu uvedeného v uvozovkách
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -20Proměnné
a speciálních znaky
Pořadí expanze řetězce:
vstupní text (řetězec)
expanze proměnných
mezivýsledek
expanze speciálních znaků
(wildcards)
výsledek
expanze se neprovede,
pokud je text uveden ve
standardních
uvozovkách ""
expanze se neprovede,
pokud je text uveden v
jednoduchých
uvozovkách ''
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -21Příkazy
ke cvičení
more vypíše obsah souboru nebo standardního vstupu po stránkách (vhodný pro
zobrazení dlouhých souborů nebo výstupů příkazů)
less podobná funkce jako more nicméně poskytuje větší funkcionalitu (např.
posun v textu oběma směry)
xargs spustí program s argumenty, které načte ze standardního vstupu, vhodné pro
předávání velkého seznamu argumentů
grep vypíše řádky ze souborů nebo standardního vstupu, které vyhovují
vyhledávacímu vzoru
Příklady:
$ set | more
vypíše seznam nastavených proměnných a funkcí po stránkách
$ cat *.txt | less
vypíše obsah všech souborů se zakončením .txt po stránkách
$ cat directory_list.txt | xargs mkdir
vytvoří adresáře jejichž jména jsou uvedena v souboru
directory_list.txt
$ grep AHOJ soubor.txt
vypíše řádky ze souboru soubor.txt, které obsahují text AHOJ
C2110 Operační systém UNIX a základy programování 6. lekce -22-
Cvičení
1. Nastavte proměnnou A na hodnotu 55.
2. Vypište hodnotu proměnné A (příkazem echo)
3. Vylistujte všechny proměnné nastavené v daném terminálu. Je mezi nimi
proměnná A? Použijte příkaz less nebo more k zpřehlednění výpisu.
4. Použijte příkaz grep a vypište pouze řádek obsahující záznam o proměnné A.
Vyhledávací vzor zvolte tak, aby byl nezávislý na hodnotě proměnné.
5. Vypište všechny nastavené proměnné, jejichž jména začínají písmenem A (grep
^TEXT).
6. Změňte hodnotu proměnné na "tohle je dlouhy retezec".
7. Vypište hodnotu proměnné A.
8. Zrušte proměnnou A.
9. Ověřte, že jste proměnnou zrušili (postupem řešeným v bodě 4).
10. Postupně nastavujte proměnné A, B a C podle příkladů uvedených na straně 19.
Postupně ověřujte jejich hodnotu příkazy set a echo. Analyzujte případné rozpory.
11. Vytvořte soubor adresare.txt, který bude obsahovat na každém řádku zvlášť slova
pokus1, pokus2, pokus3. Použijte příkaz xargs k vytvoření adresářů, které jsou v
tomto souboru uvedeny.