Introduktion till datateknik för språkvetare

Transkript

1 Introduktion till datateknik för språkvetare ht 2008 Per Starbäck

2

3 Kapitel 1 Inledning En dator är, enligt Nationalencyklopedin, en automatisk maskin för beräkning och symbolbehandling. Benämningen avser nästan alltid en digital, elektronisk dator vars operationer styrs av ett i dess minne lagrat program... Karaktäristiskt är att datorn är generellare än andra maskiner och kan fås att utföra tämligen olika uppgifter genom att den får olika instruktioner program. Ett datorsystem kan indelas i tre delar: hårdvara, mjukvara och data. Hårdvaran är konkreta fysiska delar som processor, minne, hårddiskar och in- och utmatningsenheter som tangentbord, möss, cdrom-läsare, bildskärm, skrivare, osv. Mjukvaran eller programvaran är instruktioner till hårdvaran. Data är den information som matas in till datorn (indata), den som matas ut som resultat (utdata) och mellanresultat däremellan. Den lagras ofta i filer. Det centrala i systemprogramvaran är operativsystemet. Med detta brukar man mena en samling program som är tillräckliga för att använda datorn till att utföra en mängd olika uppgifter. Vad det innebär i praktiken kan vara olika för olika slags datorer. Dit kan t. ex. höra att kontrollera hårdvaran, ge allmänna sätt att lagra data i filer, hantera olika användare på datorn med mera. På en arbetsstation/persondator är en viktig del användargränssnittet hur man får information från datorn och hur man styr den, t. ex. en skrivbordsmiljö med fönstersystem och mus. Det går ingen skarp gräns mellan operativsystemet och resten av systemprogrammen. Numer finns det framförallt två familjer av operativsystem för datorer i persondatorklassen: Unix-varianter och Unix-kompatibla system Microsoft Windows-varianter Tidigare var en tredje viktig grupp MacOS från Apple, men sedan MacOS X (alltså version 10 av MacOS) är även det en Unix-variant. 1.1 Operativsystem Mjukvaran i ett datorsystem delas ofta in i två delar systemprogram och tillämpningsprogram (applikationsprogram). Tillämpningarna är de program man som användare kör för att använda datorn till något särskilt. Det är t. ex. ordbehandlare, kalkylprogram, musikspelare, spel och mycket mer. Systemprogrammen är program som är en essentiell del av datorsystemet, som t. ex. de program som gör att man kan logga in på datorn och välja vilka program (tillämpningar) man vill köra. 1.2 Vårt datorsystem På STP används GNU/Linux, vilket är ett Unixliknande system. Mer specifikt använder vi en variant som heter CentOS, vilket är närmast identiskt med en variant som heter Red Hat Enterprise Linux. De datorer som ni använder finns i två datorsalar, och dessutom finns ekvivalenta datorer hos anställda på avdelningen för Datorlingvistik. Era filer går att nå från alla dessa datorer, och de ligger egentligen inte direkt på någon av dessa datorer utan på en särskild filserver. Det finns även en ytterli- 3

4 1. INLEDNING gare serverdator som kör webbserver, databasserver och lite annat. Våra datorer har namn som de har fått från grammatiska ord, som t. ex. preposition, futurum, dativ och numerus. Institutionen för lingvistik och filologi har domännamnet lingfil.uu.se så STP-datorernas fullständiga namn är i stil med numerus.lingfil.uu.se. Den sistnämnda datorn har även aliaset stp.lingfil.uu.se och det är dit man ska koppla sig ifall man ska arbeta på våra datorer utifrån, t. ex. hemifrån. (För mer om sådant, se net.html eller Gula Luntan 4.) En del information om STP-datorerna finns på webben på datorer/ och på datorer/nytt/ publiceras nyheter om systemet då och då, så håll utkik där! En viktig del av användarinterfacet på STPdatorerna är skrivbordsmiljön Gnome, med menyer, paneler, ikoner osv. Gnome är gjort särskilt för GNU, men går även att köra på andra Unixliknande system. I denna kurs kommer vi inte att använda det särskilt mycket. Det ska ni till största Datorns ursprung: Datorn växte fram till stor del som en biprodukt av andra världskriget, från militära projekt i Storbritannien, Tyskland och USA som syftade till att knäcka koder och att beräkna missilbanor. Framförallt Alan Turing som ledde britternas projekt Enigma för att knäcka tyska koder har överhuvudtaget fått en viktig roll inom datorvetenskapen och ni kommer att stöta på honom senare. (T. ex. har den ena av våra datorsalar fått sitt namn efter honom.) Även om de är viktiga föregångare så var de kodknäckningsmaskiner som Enigma arbetade med för specialiserade för att de flesta skulle vilja räkna dem som datorer. Man kan argumentera för att Konrad Zuses maskin Z3 på den tyska sidan var den första datorn, eller kanske amerikanarnas ENIAC. Det var hursomhelst i USA som datorutvecklingen gick snabbast efter kriget, och där kom datorn in först även in i den civila sektorn. Den första kommersiella datorn blev där Univac I (1951). Som alltid finns det dock föregångare. En av de intressantaste var engelsmannen Charles Babbage som på 1800-talet projekterade maskiner som dock aldrig byggdes klart under hans livstid. delen kunna sätta er in i med den inbyggda hjälpen, och om ni vill ha beskrivning på papper så har ni möjlighet att skaffa Gula Luntan. Allt i kursen ska gå att göra enbart med detta kurskompendium och den inbyggda hjälpen, men som hjälp till den som har Gula Luntan kommer referenser till kapitel och avsnitt i den ibland att förekomma. I labbarna kommer vi istället mestadels att koncentrera oss på att använda kommandoraden. Våra datorsalar De två datorsalarna är öppna dygnet runt, året runt, och är tillgängliga med era passerkort med vilka ni också kommer in i huset. Salarna är ibland bokade för undervisning, men annars är det bara att slå sig ner vid en ledig dator där. Att logga in När man ska använda systemet måste man först logga in. Då anger man sitt särskilda användarnamn och sitt hemliga lösenord. (Dessa får ni vid första labbtillfället.) Till användarnamnet finns knutet en särskild hemkatalog där man kan lagra sina filer. Du kan ändra ditt lösenord, men se i så fall till att ändra till ett bra lösenord. Undvik lättgissade lösenord! Ett bra lösenord bör inte vara ett riktigt ord, vare sig på engelska, svenska eller något annat språk. Blanda gärna stora och små bokstäver (de räknas som olika!) och stoppa in nån siffra eller nåt skiljetecken. Mer råd om hur man kan välja lösenord finns i Gula Luntan Det kan vara lätt att man tänker att det inte är så noga med hur lättgissat ens lösenord är. (»Jag har ändå inga hemliga filer som jag är rädd att nån ska komma åt att läsa.jag har ändå inga fiender som vill logga in och ta bort mina filer eller göra suspek-»dator«: Från början såg man datorn mest som en avancerad räknemaskin. Det engelska namnet computer betyder ju beräknare, och på svenska kallade man den i början för matematikmaskin. När man senare började behandla även text och alla möjliga slags data med datorer blev datamaskin allt vanligare. Den kortare formen dator konstruerades i slutet av 60-talet. 4

5 1.4. Kataloger ta saker på nätet i mitt namn.«) Skälet till att det är viktigt att alla har bra lösenord är dock främst ett annat, nämligen att hålla inkräktare borta. På datorer som sitter på nätet pågår hela tiden försök från olika håll att ta sig in olovligen på datorerna och få administratörsrättigheter där. Sådana attacker sker ofta i två steg. Först behöver förövaren komma in på datorsystemet överhuvudtaget, sedan hitta ett öppet säkerhetshål som kan ge mer behörighet. Det andra steget är det upp till systemadministratörerna att ha stoppat, men för säkerhets skull bör det även ta stopp redan vid första steget genom att alla användare har goda lösenordsvanor. När du lämnar datorn ska du logga ut. Använd System Log Out. Stäng inte av datorn! Datorerna ska stå på dygnet runt. Man kan istället låsa datorn om man lämnar den en kortare stund, men gör det inte någon längre stund då det finns risk för att någon annan behöver datorn! Datorpost Till varje användarnamn finns automatiskt en datorpostadress Det är uppsatt så att den posten skickas vidare till era UpUnet-S-adresser, så att all post som har med studier att göra samlas på samma ställe. För att nå alla STP08:or kommer man att kunna skicka post till stp08@stp.lingfil.uu.se och det finns liknande sändlistor för andra årskullar. Post till stp@stp.lingfil.uu.se går till alla STP:are. Ljud För att inte få för mycket olika ljud i datorsalarna så använder vi hörlurar. Volymkontrollen finns högst uppe till höger på skärmen, men observera att det dessutom finns en egen volymkontroll på själva hörlurarna, så om det inte hörs något kan det vara kontrollen där som behöver ändras snarare än något på datorn. 1.3 Filer och kataloger Data av olika slag lagras i filer. Innehållet kan vara bl. a. texter, ljud, bilder, databaser och program, och allt ligger normalt lagrat som en sekvens av bytes, som kan ses som värden 0 255, i ett visst format, dvs. kodade enligt någon särskild konvention. Detta återkommer vi till senare. Filer med program omfattar både källkoden (textfiler skrivna av programmare, skrivna i ett visst programspråk) och filer som inte är läsbara för människor (binärfiler) men vars innehåll kan tolkas som instruktioner som kan utföras (exekveras) direkt av datorn. (De senare genereras automatiskt från de förra med program som kallas kompilatorer.) Filerna har namn. Ofta kan en katalog innehålla inte bara filer, utan även andra kataloger underkataloger till den första katalogen. I Unix hänger alla filer ihop i ett filträd där alla kataloger utom en är underkataloger till någon annan katalog. 1.4 Kataloger Filerna samlas i kataloger (directories) (ibland även kallade mappar). Ofta när man får se en lista med filer så är det en lista med alla filer i en viss katalog. Det finns dels centrala kataloger till för systemet och dels har varje användare sin egen hemkatalog att lagra filer i. I en katalog kan det förutom filer ligga andra kataloger, underkataloger (subdirectories) till den första katalogen. Normalt skapar användare underkataloger i sina hemkataloger för att få ordning på sina filsamlingar. Filträdet Nästan varje katalog är underkatalog till en annan katalog. I Unix är det bara en katalog som inte är det, så man kan tänka sig alla kataloger i ett hierarkiskt träd där allt utgrenar sig från denna katalog och där filerna är löv längst ut. Den katalog som allt Bara en rot: I Unix använder man filsystem med bara en rot, oavsett hur många diskar som är anslutna till datorn. I MS Windows använder man flera, som har bokstäver som namn. En fullständig sökväg börjar med den bokstaven följt av ett kolon, så det fullständiga namnet på en katalog där kan se ut som C:\WINDOWS\. Oftast är C ens primära hårddisk eller hårddiskpartition. Observera att där används bakstreck (\) medan Unix använder vanligt snedstreck (/) som avgränsare mellan kataloger. 5

6 1. INLEDNING / (roten) bin home tmp usr stp07 stp08 ellen students Desktop fotografier slottet.jpg konto.txt Figur 1.1: I detta filträd är filer skrivna i fetstil. Allt annat är kataloger. Detta är förstås bara ett utdrag från det fullständiga filträdet. I varje katalog finns det fler grenar som inte är utritade här. utgår från kallas för roten. Till skillnad från riktiga träd tänker man sig att roten sitter högst upp och att trädet förgrenar sig nedåt, så underkatalogerna ligger alltså längre bort från roten. I figur 1.1 visas en del av filträdet här. Här är t. ex. varje STP08:as hemkatalog underkatalog till en katalog stp08 som i sin tur är underkatalog till en katalog home som samlar allas hemkataloger. Den i sin tur är underkatalog till roten. De studenter som inte går på programmet får istället hemkataloger som är underkataloger till en katalog students som även den är en underkatalog till home. Fullständiga sökvägar Man kan ange en fullständig sökväg (path) till en fil eller katalog genom att ange katalog för katalog hur man kan ta sig från roten till denna i filträdet. Före varje led, inklusive det första, skriver man ett snedstreck (/). Om en tänkt student på STP08 med användarnamnet»ellen«hade en underkatalog med namnet fotografier och i den lade filen slottet.jpg skulle alltså /home/stp08/ellen/fotografier/slottet.jpg vara den fullständiga sökvägen till denna fil och /home/stp08/ellen/fotografier vara den fullständiga sökvägen till den katalog där denna fil ligger. En sådan fullständig sökväg börjar alltid med ett snedstreck! Den fullständiga sökvägen till rotkatalogen är bara ett tecken: /. I denna text tillåter vi oss ibland att bryta raden efter dessa snedstreck för att få rum med långa filnamn i de smala spalterna, men egentligen får det inte vara någon ny rad eller något mellanslag där. I många fall är det givet vilken katalog som är den aktuella. Om Ellen håller på att bearbeta flera 6

7 1.5. Fil- och katalognamn filer i katalogen /home/stp08/ellen/fotografier i ett bildbehandlingsprogram så räcker det med bara slottet.jpg för att referera till denna fil. Men den fullständiga sökvägen kan användas för att referera till en fil som ligger i en annan katalog. Det finns ett särskilt förkortat skrivsätt för ens egen hemkatalog, nämligen tecknet ~ (tilde). Ellen skulle därför också kunna skriva ~/fotografier/ slottet.jpg som en fullständig sökväg till samma fil. Ovan står det att fullständiga sökvägar alltid börjar med snedstreck. Det gör i princip även denna sökväg eftersom ~ här bara är ett förkortat skrivsätt för /home/stp08/ellen. Man kan även ange andras hemkataloger på ett förkortat sätt, nämligen med tilde följt av ett användarnamn. Även andra användare kan alltså använda beteckningen ~ellen/fotografier/slottet.jpg för den där filen. De flesta program som hanterar filnamn byter ut ~ på detta sätt. 1.5 Fil- och katalognamn I Unix-system är det skillnad på små och stora bokstäver vad gäller namn på filer och kataloger. Det går därför t. ex. att ha en fil som heter»readme«, en annan fil som heter»readme«och en tredje som heter»readme«i samma katalog. Vanligtvis låter man dock de flesta filerna ha namn med bara små bokstäver. 1 (En del har som vana att låta kataloger ha namn som börjar med stor bokstav.) På många system är det vanligt att ha filnamn med mellanslag i. På Unix-system går det att ha så, men traditionellt brukar man i de flesta sammanhang undvika det. Ni kommer snart att märka varför. Oftast använder man bara bokstäverna a z, ibland A Z, siffrorna 0 9 och oftast inga andra skiljetecken än bindestreck, understrykningstecken (_) och punkt i namn på filer och kataloger. Man bör dessutom undvika att ha bindestreck först i filnamn. Skälen till det framgår också så småningom. 1 Sådana där uppfordrande filer README brukar dock faktiskt heta just så, med stora bokstäver, och är ofta namnet på en textfil som beskriver övriga filer i samma katalog. Filnamnsändelse I många filsystem har alla filer en ändelse till det egentliga filnamnet. Denna talar om vad det är för slags fil och brukar skrivas efter en punkt. En fil foo.c kan innehålla källkoden till ett program skrivet i programspråket C, foo.exe vara den exekverbara binärfilen med programmet, foo.pdf en text (i formatet Portable Document Format) som beskriver programmet, foo.html samma text som HTML (Hypertext Markup Language) istället. Ofta finns det en begränsning på hur lång filnamnsändelsen får vara. I synnerhet kan gränsen vara tre tecken, vilket är förklaringen till att man ofta kan se t. ex. HTMLfiler vars namn slutar på.htm istället för.html. Även i Unix-filsystem brukar man ge många filer sådana namn, men en punkt är egentligen som vilket tecken som helst i filnamn, så ett filnamn kan innehålla noll, en eller flera punkter, och det finns ingen särskild begränsning på hur lång delen av namnet efter punkten får vara. Genom att man ger filnamnen sådana ändelser är det lättare för såväl program som människor att förstå vad det är för slags filer utan att titta i dem. Några få av de vanligare filnamnsändelserna är: txt html xml tex java pl py wav, ogg, mp3 gif, png, jpg pdf odt Vanliga textfiler Hypertext Markup Language extensible Markup Language Typsättningssystemet TEX Programspråket Java Programspråket Perl Programspråket Python Olika ljudformat Olika bildformat Portable Document Format Open Document Text Körbara program brukar inte ha någon ändelse i Unix, så en kompilerad version av programmet foo heter troligen bara foo (och inte t. ex. foo.exe). Vanliga textfiler har ofta ändelsen.txt, men ibland har de ingen ändelse alls de heller, så som t. ex. README. Dolda filer Många program skapar själva filer och kataloger i ens hemkatalog där de sparar sina inställningar el- 7

8 1. INLEDNING ler mellanresultat som det inte är tänkt att man normalt ska behöva titta närmre på. För att man inte ska störas av dem i ens fillistningar så brukar de filerna vara dolda. Detta går i Unix till så att filen eller katalogen har ett namn som börjar med punkt (.). Filhanterare och andra program som listar filer kommer då normalt inte nämna denna fil. Dessa filer kan oftast ignoreras. 1.6 Grafisk filhantering Det finns flera sätt att hantera filer i den grafiska miljön Gnome. Ett sätt är att öppna ett så kallat File Object Window för en viss katalog. Ens hemkatalog kan man öppna på detta sätt genom att välja Places Home Folder i menyerna eller genom att dubbelklicka på ikonen för hemkatalogen på skrivbordet. Ett annat är att använda den filhanterare som man kan öppna med Applications System Tools File Browser. Man kan även starta den genom att välja en katalog i ett filobjektfönster och sen välja File Browse Folder. Filhanteraren i Gnome heter Nautilus. I Gula Luntan 3.1 står det mer om hur man använder den! 1.7 Desktop Vissa saker som ligger på ens skrivbordsyta finns alltid där och är speciella. Dessutom kan man ha vilka filer och kataloger man vill direkt på skrivbordsytan. Detta går till så att Gnome behandlar ens katalog Desktop på ett speciellt sätt genom att alla filer och kataloger där visas upp på ens skrivbordsyta i bakgrunden och sådant man lägger på skrivbordsytan hamnar egentligen i katalogen Desktop. 1.8 /tmp för temporära filer Oftast så lägger man de filer man skapar i sin hemkatalog eller i en underkatalog till denna, och man har inte rätt att skapa filer i de flesta andra kataloger ändå. Ett undantag är katalogen /tmp för temporära filer. Där har alla användare rätt att skapa filer. Denna katalog delas inte mellan datorerna, utan är olika för varje dator, och efter några veckor kommer de att raderas automatiskt. En del program lägger filer med mellanresultat som inte ska sparas där. Det kan även ofta vara lämpligt att man själv gör det uttryckligen för filer man bara ska använda en kort tid och inte ska spara på, så slipper man besväret att rensa upp dessa filer efteråt. 1.9 Textfiler Med vanliga textfiler eller rena textfiler (plain text) avses enkla textfiler utan sådana finesser som varierande typsnitt eller inlagda bilder som en ordbehandlare kan klara av, utan med bara en räcka bokstäver, siffror och en del andra tecken, uppdelade i rader. Det saknas alltså dolda formatmarkeringar så som finns i ordbehandlingsfiler. När man skriver ett program är det alltid en textfil med ren text man skriver. Det går inte att skriva en del av programmet i kursiv stil och därmed få detta att betyda någonting särskilt, utan programmet består bara av en räcka bokstäver, siffror och interpunktion, uppdelade i rader. (När man återger ett program på papper eller skärm så visar man det dock ofta med olika färger eller olika stilar ändå.) Olika ordbehandlare har oftast helt olika format för hur sådana finesser ska kodas i filerna, så ett dokument skrivet i Microsoft Office och ett dokument skrivet i WordPerfect är helt olika kodade även om dokumenten ser likadana ut på papper. Trots att Microsoft Office använder ett helt eget format för att spara sina filer så går det ändå oftast att öppna sådana filer i andra ordbehandlare eftersom de innehåller särskilda rutiner för att tolka och konvertera just Microsoft Office-formatet eftersom sådana filer är så vanliga. OpenOffice.org använder numer ett format Open Document Format (ODF) som även en del andra officeprogram använder och som blev en ISOstandard Tanken är att flera ordbehandlare och liknande program ska kunna använda samma format så att man slipper sådana konverteringar. Microsoft Offices nya format Office Open XML (OOXML) är också föreslaget som ISO-standard. Textfiler med ren text är däremot inte speciella för något särskilt program utan kan hanteras av alla program som gör något med text. Det enda som kan skilja är vilken teckenkodning som har an- 2 ISO = Internationella standardiseringsorganisationen. 8

9 1.11. Klipp och klistra vänts, dvs. vilka numeriska värden olika tecken kodats med. Om textfilen innehåller»exotiska«tecken som grekiskt π, ryskt eller för den delen de svenska bokstäverna åäö kan detta ha olika koder i olika sammanhang, men så länge det är tecken som finns på ett vanligt (amerikanskt) tangentbord så är det nästan alltid samma koder överlag nuförtiden. Då kodas t. ex. tecknet»a«som 65 och tecknet»!«som 33. Teckenkodningar återkommer vi till senare Editorer Sådana rena textfiler skriver man inte med ordbehandlingsprogram utan med editorer. Ibland säger man textredigerare och att redigera text, men med den drastiskt välkomnande inställning som datorvärlden oftast visar inför det engelska språket är det vanligare att tala om editorer och att editera text med dessa. Editorer hanterar alltså inte sådant som olika typsnitt, men har däremot ofta kraftfulla kommandon för att hjälpa till när man editerar olika slags textfiler, i synnerhet när man programmerar. Om ni vill använda en ordbehandlare på våra datorer så rekommenderas OpenOffice.org som finns tillgängligt från menyerna. I denna kurs kommer vi dock inte att använda ordbehandling, och de textfiler som ni ska skriva här ska istället skrivas med en editor. Emacs Den editor som vi använder här, Emacs, är lite knölig i början, men har en stor mängd kraftfulla finesser som vinner i längden när man väl har använt den för att editera flera olika slags dokument. Framförallt finns det praktiska finesser när man skriver program i olika programspråk. Emacs kan startas med Applications Programming Emacs Text Editor. Det är lämpligt att öppna alla filer man editerar i samma Emacs istället för att avsluta den bara för att man är klar med en viss editering. Det är ungefär så som man normalt tittar på alla webbsidor i samma webbläsare och ofta inte avslutar den förrän man är på väg att logga ut Klipp och klistra Klipp-och-klistra (cut and paste) är ett vanligt sätt att föra över text från ett ställe till ett annat. Med tiden har har tangenterna X, C och V blivit en vanligt standard för detta (ursprungligen från Apple Computer på 80-talet). Här används dessa tillsammans med Control-tangenten, dvs. Ctrl-X (cut), Ctrl-C (copy) och Ctrl-V (paste). (Att trycka ner Control-tangenten tillsammans med t. ex. X betecknas ibland Ctrl+X ibland Ctrl-X,ibland bara C-x.) Detta fungerar även i Gnome och i många program här, men Unix-system kommer egentligen från en annan tradition, där det mer traditionella sättet att kopiera en text är att markera texten med vänstra musknappen, och sen klistra in den direkt med mittknappen på musen, utan några tangenttryckningar alls, så så kan man också göra Filskydd De flesta av dina filer kan läsas av vem som helst, men bara ändras eller tas bort av dig själv. Du kan själv ändra filskyddet för de filer och kataloger du vill ha skyddade så att endast du själv kan läsa dem. En del program skapar alltid sina filer skyddade. Program som läser mail brukar t. ex. göra alla brevfiler skyddade även om man normalt skapar filer som inte är lässkyddade. För varje fil och katalog talas om vilka rättigheter som gäller för tre kategorier användare: filägaren (u = user) gruppen (g = group) övriga (o = other) Varje fil har alltså en ägare och en grupp. I Gula Luntan (3.2) står det att gruppen är»dina medstudenter«, men här har vi istället det så att varje användare har en egen personlig grupp som bara den användaren själv är med i, och detta är den normala Emacs: Den första editorn med namnet Emacs skrevs redan i mitten av 70-talet av Richard M. Stallman på MIT. Den nuvarande, GNU Emacs är skriven särskilt för GNU, och påbörjades av samme Stallman 1984, som ett av de första GNU-programmen. Version 22 av Emacs kom år

10 1. INLEDNING Figur 1.2: Detta är vad filhanteraren visar om filen konto.txt i era hemkataloger. Den påstår bland annat (helt korrekt) att det är en vanlig textfil (plain text). Figur 1.3: Denna fil får ägaren och gruppen läsa och skriva, men övriga får bara läsa den. gruppen för dina filer. Det gör att gruppens rättigheter normalt inte är intressanta, utan när du ändrar filskydd så är det framförallt för att göra filer läsbara för alla eller bara för dig själv. Du kan t. ex. ha en särskild privat underkatalog som är lässkyddad för andra. Varje kategori kan ha rättighet att r = läsa (read) w = skriva (write) x = köra (execute) Den exakta betydelsen skiljer sig åt en del för filer och kataloger: r = läsa en fil; lista innehållet i en katalog w = ändra en fil; skapa och ta bort filer i katalogen x = köra ett program; komma åt filer i katalogen När du högerklickar på en fil eller katalog kan du välja Properties för att få se diverse egenskaper för den filen eller katalogen, inklusive dess skydd. I figurna 1.2 och 1.3 visas en del av den information som detta ger om filen konto.txt i era hemkataloger. I den andra av dessa kan man inte bara se vilket skydd som gäller nu, utan även ändra skyddet. Om man vill att en fil ska kunna läsas av några andra användare men inte av alla så är möjligheterna rätt begränsade. Då måste de användarna höra till samma så kallade grupp och även den filen måste höra till samma grupp. Varje fil hör till exakt en grupp. Användare kan vara med i flera grupper, men det går inte att skapa nya grupper själv. (Detta kan man läsa mer om i Gula Luntan (3.2).) 1.13 Skalet Det vanliga gränssnittet innan det grafiska gränssnittet slog igenom var kommandoraden Command Line Interface (CLI). Användaren skriver ett kommando på tangentbordet varpå datorn utför kommandot och inväntar nästa kommando. Kommandona har en enkel syntax som oftast bygger på engelska. Det kan vara i stil med PRINT FOO.TXT för att skriva ut en fil med namnet FOO.TXT. Även om grunden inte är svårare än så, så finns det luriga element i detta för den som inte är van, och vi kommer därför att ägna oss mycket åt detta i kursen. Att arbeta med datorn på detta sätt kan ofta verka bökigt och föråldrat för den som är ovan, men det är det mest användbara för en del avancerad användning. Några fördelar är: Det är ofta kraftfullare. Det är ofta effektivare (när man kan det). Det är lättare att bevara en mängd instruktioner så att man kan göra om samma sak senare, kanske med variationer, kanske automatiskt. 10

11 1.15. Skalet (Dessa fördelar kommer inte alls att vara uppenbara från början. Vi kommer att lösa uppgifter på detta sätt som många förmodligen lättare hade kunnat lösa på andra sätt.) 1.14 Terminalen Kommandoraden är äldre än bildskärmen. Från början skrev man in sådana här kommandon på något som liknande en skrivmaskin eller teleprinter med en pappersremsa i. Om man gav ett kommando där man bad datorn om information så skrev den ut den på samma pappersremsa. Ofta fanns det flera sådana»skrivmaskiner«kopplade till samma dator, och dessa kallades för terminaler. 3 Senare kom terminaler med bildskärmar istället för papper. Bildskärmen visar hela tiden bara de sista raderna av låtsaspapperet. Det är normalt bara det man är intresserad av ändå, för där står ju de senaste kommandona man givit och vilka svar man har fått från dessa. Idag kan man köra ett särskilt terminalprogram i sitt fönstersystem som ger en sådan låtsasterminal i ett fönster bland ens andra fönster. Det är med avsikt som denna historiska utvikning är i huvudtexten och inte har hänvisats till en historisk ruta, för det är bra att ha detta i bakhuvudet när man ska förstå hur detta terminalfönster fungerar. Tänk dig att det är (slutet av) en pappersremsa du ser. Det innebär t. ex. att den text som har skrivits där är oföränderlig. Om man ger ett kommando som får datorn att lista ens filer så ändras inte den utskriften senare om man lägger till eller tar bort en fil. För att få en aktuell lista får man ge kommandot igen. (Det som visas är en logg för ens interaktion med dator.) Man kan bara skriva in kommandon längst ner, efter all text som redan finns i fönstret Skalet Det program som tolkar och utför användarens textkommandon kallas i Unix-världen för ett skal (shell). I princip är det enkelt: Skalet skriver ut en prompt, en kort text som visar att det är berett att ta emot ett kommando. 3 En terminal är ju någonting som är längst ut, och dessa blev då ändpunkter medan datorn satt i mitten av nätet. Figur 1.4: En populär teleprinter var ASR33 som tillverkades av Teletype Corporation. Skalet ekar det användaren skriver, suddar när man trycker på radertangenten osv. 4 När användaren avslutar sitt kommando (genom att trycka på returtangenten) utför skalet kommandot, oftast genom att köra igång ett visst annat program. Om detta resulterar i output så skrivs den ut. Ovanstående görs om och om igen. Returtangenten: Returtangenten har oftast en vinklad pil (nedåt och till vänster) på sig. Den kallas för carriage return (vagnretur) eller oftare bara return (retur). Den carriage/vagn det handlar om går tillbaka till skrivmaskiner på papperstiden. 4 På en gammal pappersterminal gick det inte att verkligen sudda ut det man redan skrivit på papperet, så det är inte helt ekvivalent med gamla tider, om än nästan. 11

12 1. INLEDNING Kommandon Unixkommandon är ökända för att ha korta och kryptiska namn. Några exempel: cat = (con)catenate cd = change directory cp = copy ls = list mkdir = make directory mv = move pwd = print working directory rm = remove rmdir = remove directory tr = translate wc = word count Skälet till det är förstås att man ska behöva skriva mindre. Kommandot ls listar t. ex. filer i en viss katalog. När man använder det kan det se ut så här: $ ls bar.png foo foo.py kvack.png texts Användaren har här bara skrivit ls och tryckt på retur. Den text som användaren har skrivit ges så här i dessa exempel. Användaren har t. ex. inte skrivit dollartecknet, utan det var den prompt som skalet skrivit ut. (Oftast har man en längre prompt än så. Du kommer att ha en prompt där även ditt användarnamn och namnet på datorn står, i stil med ellen@verb$, men i alla kommande exempel antar vi ändå att prompten bara är ett dollartecken.) I denna katalog fanns det fem filer och kataloger, och de listas i bokstavsordning. Argument till kommandon Efter kommandonamnet kan det följa argument, åtskilda med mellanslag. Dessa talar om mer specifikt vad man vill använda ett kommando till. Ofta är det filnamn. Man kan ge kommandot ls argument som talar om vilka filer eller vilka kataloger som ska listas. Här har vi talat om precis vilka två filer vi vill ha listade. 5 (De önskade filerna listas i bokstavsordning som vanligt, oavsett vilken ordning argumenten listades i.) Om ett argument till ls är namnet på en katalog så listas innehållet i den katalogen. Så om texts ovan är en katalog med ett par textfiler i skulle man kunna få detta resultat: $ ls texts etaoin.txt shrdlu.txt För ls behandlas alla argument lika denna fil eller innehållet i denna katalog ska listas. För en del kommandon tolkas däremot första, andra, (tredje osv.) argumentet olika. Kommandot cp foo.txt bar.txt betyder t. ex. att filen foo.txt ska kopieras och att kopian ska ha det nya namnet bar.txt. Det första argumentet är källan och det andra är destinationen. Om argumenten hade givits i den andra ordningen hade det betytt något annat, och om man givit bara ett argument skulle man ha fått ett felmeddelande. Eftersom mellanslag används för att avdela argumenten från varann så blir det besvärligare ifall man har mellanslag i filnamnen, vilket är ett skäl till att man normalt inte använder mellanslag i filnamn på Unixsystem. Skriver man ls en liten fil så betyder ju detta att man ska lista de tre filerna»en«,»liten«och»fil«, inte en fil med namnet»en liten fil«. Om man ändå har ett sådant filnamn med mellanslag i så finns det flera sätt att hantera det. Ett är att skriva namnet inom citattecken: ls "En liten fil". Det som står inom citattecken behandlas som en enhet även om det har mellanslag i sig, så i det kommandot har ls bara fått ett argument. Två sorters citattecken kan användas. Både "en liten fil" och 'en liten fil' fungerar. $ ls kvack.png bar.png bar.png kvack.png 5 Detta är förstås rätt poänglöst att göra. Det verkar ju som om vi redan visste att dessa två filer fanns! Senare ska vi se hur man kan få ls att lista mer information om filerna, vilket skulle göra exemplet mer realistiskt. 12

13 Laboration 1: Inledning Grafisk filhantering Välj Places Home Folder i menyerna för att ta fram ett file object window för din hemkatalog. Ni som är vårintagna STP:are har förmodligen en del där som ni skapade i våras, men alla har en fil konto.txt och underkataloger som heter Desktop och introduktion-till-datateknik. Den senare är förstås specifik för just denna kurs, och kallas i fortsättningen för kurskatalogen. Dubbelklicka på kurskatalogen för att få upp ett nytt fönster med den underkatalogen. Olika slags filer visas med olika ikoner. Filhanteraren avgör vilken ikon den ska använda bland annat genom att se på filnamnsändelsen. I kurskatalogen finns en bildfil gnu-head.png. Öppna den genom att dubbelklicka på dess ikon. Bilden öppnas i ett eget fönster. (Det är inte filhanteraren själv som skapar det fönstet, utan den har kört igång ett annat program för att utföra detta.) Högerklicka nu på samma ikon. Du får upp en meny med olika saker du kan göra med filen gnu-head.png, däribland Open With för att öppna den med något annat program för att visa eller redigera bilder. (Efter att du har valt ett objekt genom att klicka på det kan du också göra dessa saker från File-menyn.) Höger musknapp används oftast som en menyknapp på detta sätt. Uppgift 1.1 Ett av programmen man kan öppna bildfiler med har ett namn som slutar på P. Vad heter det programmet? (Kör det inte nu! Det är en mycket ambitiöst ritprogram som det är rätt jobbigt att komma in i.) Senare få du veta var du ska skriva dessa svar. Notera tillsvidare svaren på uppgiftsfrågorna för senare bruk. Uppgift 1.2 I kurskatalogen finns det även en ljudfil pronunciation.ogg. Vem är det som pratar i den? För olika sorters filer händer det som synes olika saker när du dubbelklickar dem. Filen run-me är t. ex. ett litet program. Det är en exekverbar binärfil som körs när du aktiverar den. Filen hello.py är också ett program, men i källkod (i programspråket Python). När du aktiverar den filen får du välja mellan flera alternativ. För att köra programmet, välj Run. (Båda dessa program skapar bara ett litet fönster med en knapp i.) Uppgift 1.3 Vad står det på knapparna som run-me respektive hello.py skapar? Uppgift 1.4 Ta bort filen should_not_be_here i kurskatalogen. Uppgift 1.5 Skapa en ny underkatalog alice i kurskatalogen. Flytta filerna cheshire-cat.jpg, cheshire-cat.txt och how-doth.txt dit. (Allt detta är nämligen taget från Alice i Underlandet). Det enklaste sättet att flytta en fil är med drag and drop. Tryck ner vänster musknapp när du pekar på filen och dra den sedan till önskad plats varpå du släpper musknappen. Öppna katalogen alice och välj View View as List för att se fillistningen i ett annat format som ger mer information. (Gör fönstret tillräckligt brett för att se all information om filerna.) Där visas filens namn, storlek, typ och tidsstämpel för när den senast ändrades. Uppgift 1.6 Vilken datum är filen how-doth.txt från? Hur hade du kunnat ta reda på det utan att gå över till»view as List«? 13

14 LABORATION 1: INLEDNING Uppgift 1.7 En av filerna dikt-1, dikt-2 och dikt-3 i kurskatalogen är skyddad så att andra inte kan läsa den. Vilken? Uppgift 1.8 Ändra så att den inte längre är skyddad, och ändra istället så att filen secret.txt bara kan läsas av dig, men är skrivskyddad för alla, till och med dig själv. I filobjektsfönstret kommer det då visas särskilt att denna fil är skrivskyddad. Med File Open Location kan man öppna en godtycklig plats i filträdet direkt (med en fullständig sökväg). När du skriver in namnet så finns det ibland bara ett sätt att fortsätta och du kan då trycka på TAB-tangenten (den stora tangenten till vänster, direkt ovanför Caps Lock) istället för att behöva skriva den texten. Detta kallas för komplettering. Använd detta i nästa uppgift! Uppgift 1.9 I katalogen /corpora/plug/html_ bin/uplug092d/systems/uwa/linkcand finns det en fil CoocFreq.ini. Vilken användare äger den filen, och vilken grupp hör filen till? (Observera att långa filnamn och webbadresser kan behöva skrivas på flera rader här för att få rum, men när du skriver in namnet ska det inte vara någon ny rad, så en av delarna i sökvägen i uppgiften ovan är html_bin och inget annat.) Med File Open Parent kan man öppna den katalog som aktuell katalog ligger under. (Här används en terminologi där man ser filträdet som ett släktträd med underkataloger som barn.) Använd det två gånger för att komma upp till katalogen /corpora/plug/html_bin/uplug092d/systems. Uppgift 1.10 Vad är namnen på samtliga underkataloger som den katalogen /corpora/plug/ html_bin/uplug092d/systems har direkt under sig? Jag vill öva mera! I Gula Luntan 1 3 finns ett antal exempeluppgifter i den grafiska miljön och olika program som du kan prova senare i så fall. I en del fall använder dessa sig av filer som inte finns här, men andra går att göra. Se läsanvisningarna till Gula Luntan för vilka avsnitt som inte är tillämpliga här. Emacs Om du inte kan Emacs, men redan är van användare av någon annan editor som du hellre vill använda istället så lär dig ändå grunderna i Emacs i denna kurs som ett komplement. I kurskatalogen har du en fil med namnet favourite-colour.txt. Det är en ren textfil (vilket man kan gissa av filnamnsändelsen.txt). Dubbelklicka på den i filhanteraren för att öppna den med editorn Emacs. I det fönster du får upp finns det plats för att skriva 80 tecken per rad vilket är standard. Gör gärna fönstret högre, men undvik att göra det bredare. (Se Gula Luntan, s. 7.) Maximera alltså inte fönstret. Uppgift 1.11 Vad står det i den filen? I kurskatalogen ligger också en fil exempel.txt. Ta tag i den och släpp den i Emacs-fönstret med drag and drop. Detta är ett sätt att öppna en till fil när du redan har en Emacs igång. Den förra filen finns även den fortfarande öppnad i denna Emacs även om den inte syns just nu. De olika texterna som man har aktiva i Emacs ligger i varsin buffert och i Emacs-menyn Buffers kan du välja mellan dessa. Gå på detta sätt tillbaka till favourite-colour.txt igen. Uppgift 1.12 Ändra i favourite-colour.txt så att den stämmer för dig! Förflytta dig i textbufferten med piltangenterna. Spara med File Save när du är klar. (Avsluta däremot inte denna Emacs förrän du är klar med hela labben!) Ett sätt att öppna en ny fil i Emacs är med File Visit New File. Om du inte säger till om annat så hamnar den i samma katalog som den senaste filen du tittade på. Uppgift 1.13 Öppna på detta sätt en ny fil datorvana.txt i kurskatalogen och skriv där några få meningar om vad du har för tidigare datorvana. Glöm inte att spara filen! Med File Open Directory kan du öppna en katalog istället. Uppgift 1.14 Öppna underkatalogen alice på detta sätt. 14

15 Terminalen och skalet Du får då upp en fillistning som liknar den du fick med View as List i filhanteraren. Med pilarna kan du röra dig i listan och med returtangenten kan du öppna en viss fil. Öppna cheshire-cat.txt på detta sätt. Det är ett utdrag ur Alice i Underlandet, fast ett stavfel har smygit sig in. Uppgift 1.15 Använd kommandot Tools Spell Checking Spell Check Buffer för att hitta och rätta stavfelet. Det blir flera förslag på rättelser och man får skriva en siffra för att ange vilket rättningsförslag man vill använda. Vilken siffra blev den rätta? Klipp-och-klistra Se vad som står i avsnitt 1.11 om det traditionella sättet att kopiera text i fönstermiljö i Unix. Uppgift 1.16 Öppna filen spider.txt i kurskatalogen i Emacs. Lägg till text i den enligt vad som står där med hjälp av klipp-och-klistra enligt ovan, och byt dessutom ut»xxx«mot rätt siffra. Glöm inte att spara filen efteråt! Svarsfilen Du kan öppna en ny fil i Emacs med File Visit New File... Observera att om du inte säger till om nåt annat så hamnar den nya filen i samma katalog som den du senast tittade på. Skriv en ny fil labb1.txt i kurskatalogen (med Emacs) där du skriver in svaren på dessa uppgifter. (En del uppgifter kräver dock inga svar, utan är bara av formen»gör si och så«, i stil med uppgift 1.16.) Se noga till att den filen hamnar i rätt katalog! Det kan underlätta att klipp-och-klistra en del svar så att du inte behöver skriva av text. Använd som vanligt menyn Buffers för att växla vilken fil du tittar på i Emacs. Om du råkar göra nåt fel, t. ex. klistrar in fel text eller text på fel ställe, så kan du ångra dig med knappen i Emacs. Terminalen och skalet Skapa ett terminalfönster genom att högerklicka i bakgrunden av skrivbordet och välja Open Terminal som finns i menyn du får upp då. Även i detta fönster finns det plats för 80 tecken per rad. Gör gärna även detta fönster högre, men undvik att göra det bredare. Maximera alltså inte fönstret. Lägga terminalfönstret och Emacs sida vid sida så att båda syns samtidigt, så att du kan fortsätta skriva in svar i labb1.txt medan du även ser terminalfönstret. Uppgift 1.17 Exakt hur lyder den prompt du fått av skalet? I detta fönster ska du skriva in textkommandon. Som första kommando, skriv»ls«och tryck på retur. Dvs. gör $ ls Det är ett kommando som listar vilka filer och kataloger du har i din hemkatalog. Resultatet skrivs ut i samma terminalfönster som där du skrev in kommandot. Man kan ge namnet på en katalog som argument till ls för att lista filerna i den katalogen istället. Gör detta med kommandot $ ls introduktion-till-datateknik/ Även när filer och kataloger har sådana där långa namn behöver man inte skriva så mycket, utan man kan trycka på TAB-tangenten för att få komplettering. Prova det när du ger kommandot $ cd introduktion-till-datateknik/ Skriv bara»cd in«och tryck sedan på TAB. Om det inte räckte för att bli unikt så skriv en bokstav till och tryck på TAB igen. Detta kommando gav inget resultat. Det är inte alla kommandon som ger något resultat som skrivs ut på skärmen, utan en del utför något ändå. Detta har ändrat aktuell katalog till din katalog»introduktion-till-datateknik«, så nu utförs normalt kommandon i den katalogen istället. 15

16 LABORATION 1: INLEDNING Så om du nu ger kommandot ls igen så blir det filerna i denna katalog som listas. Uppgift 1.18 Vad är cd förkortning för enligt detta kompendium? Prova härnäst kommandot $ date Uppgift 1.19 Vad gav det för resultat? I din kurskatalog finns det en fil som heter stp.txt. Med kommandot $ cat stp.txt kan du skriva ut dess innehåll i terminalfönstret. (Använd TAB för komplettering, även när det inte är så långa filnamn. Då får du bekräftelse på att det verkligen finns en fil som heter så.) Den texten har ganska korta rader. Det finns ett kommando fmt med vilket man kan formattera om en text så att den får lagom långa rader. Prova $ fmt stp.txt Uppgift 1.20 Vad blev det för output från detta? (Använd klipp-och-klistra!) Kommandot grep kan du ge två argument. Först en text och sedan ett filnamn, och kommandot visar då alla rader i filen som innehåller den texten. Prova med $ grep dator stp.txt Uppgift 1.21 Vad gav det för resultat? Genom att hänga på > och ett filnamn i slutet av ett kommando så kan man spara resultatet i en fil istället för att få ut det i terminalfönstret. Uppgift 1.22 Gör grep arbete stp.txt >arbete.txt. Märk att du inte ser någon output alls. Öppna sedan den nyskapade filen arbete.txt i Emacs. Hur många rader är det i den? Textargumentet till grep är ett exempel på att argument till kommandon kan vara annat än fil- och katalognamn. Men det är bara fil- och katalognamn som det går att få komplettering på! Uppgift 1.23 Det finns ett kommando seq som ger en sekvens med tal. Prova att ge det kommandot med argumentet 12. Ange hela ditt kommando samt dess resultat! Om du ger istället använder argumentet (prova!) så har du knappast tid att vänta på att kommandot ska köra klart. I sådana lägen kan man avbryta med Control-C, dvs. genom att trycka in Ctrl och C samtidigt. Gör så! Uppgift 1.24 Man kan även ge två tal som argument till seq. Vad betyder de två argumenten då? (Prova dig fram.) Uppgift 1.25 Nämn en skillnad på hur komplettering av filnamn fungerar i filhanteraren och i skalet! Redovisning Glöm inte att spara labb1.txt! Skicka ett mail till starback@stp.lingfil.uu.se och tala om att du är klar med labben, så ska jag rätta. Skriv även dit om du har några frågor efter att handledningstiden är över! Efteråt Låt kurskatalogen ligga kvar som den är (med samma namn) efter labben så att jag lätt kan kontrollera att ni utfört uppgifterna! Dessutom kommer ni att behöva dessa filer i senare labbar också. Hela din kurskatalog är skyddad för läsning för andra, men just i denna katalog kommer Per att titta ändå (med hjälp av sina administratörsrättigheter). Jag skickar kommentarer med datorpost. Läs den regelbundet, och om du får frågor som har med labben att göra så svara på det! Se till att du har klartecken från mig om att du är klar med labben före nästa föreläsning (tisdag 9/9). 16