超算平台开发环境介绍——Linux常用操作指令
Linux操作系统：
Linux前世今生
Linux是一种自由和开放源代码的类Unix操作系统。它起源于1991年，由林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）在芬兰赫尔辛基大学上学时创建。最初，Linux是为个人计算机设计的，但随着时间的推移，它逐渐发展成为了一种强大的服务器操作系统。
Linux的发展可以分为几个阶段。在早期，Linux主要受到学术界和技术爱好者的关注。然而，随着互联网的普及和开源软件运动的兴起，Linux开始吸引了越来越多的开发者和企业的关注。在20世纪90年代末和21世纪初，Linux逐渐成为了服务器领域的主流操作系统。
图：Linux系统的各个发行版本
在过去的几十年里，Linux取得了显著的成就。许多大型互联网公司，如谷歌、亚马逊和Facebook，都在其数据中心中使用Linux作为主要的服务器操作系统。此外，Linux还被广泛应用于嵌入式系统、移动设备和超级计算机等领域。
如今，Linux已经成为了一种全球性的技术现象。它的成功在很大程度上归功于开源社区的贡献和支持。通过共享代码和资源，开发者们共同努力，使Linux不断发展壮大，为用户提供了更加稳定、安全和高效的操作系统。
Linux的发行版本有很多，主要分为两大类：一类是由商业公司维护的发行版本，另一类是由社区组织维护的发行版本。
在由商业公司维护的发行版本中，Redhat系列是最具代表性的，其中包括Redhat Enterprise Linux（RHEL），这是所谓的Redhat高级服务器，是一个收费版本；还有Fedora Core，这个版本是由原来的Redhat桌面版本发展而来，是一个免费版本；然后是CentOS，这是一个由RHEL社区克隆出来的免费版本。Redhat可以说是在我国使用人群最多的Linux版本，甚至有人将Redhat等同于Linux。
而在由社区组织维护的发行版本中，Debian是最古老和最著名的Linux发行版之一，它是许多流行的Linux发行版的基础，特别是Ubuntu和Kali Linux。Debian是一种强调使用自由软件的发行版，支持多种硬件平台。Debian及其派生发行版使用deb软件包格式，并使用dpkg及其前端作为软件包管理器。此外，Debian的最新版本（代号Bullseye）的存储库总共包含了59,000个软件包，使其成为最完整的Linux发行版之一。
除此之外，还有许多其他的Linux发行版，例如Slackware系、Arch Linux等。这些发行版各有特色，为用户提供了丰富的选择。
Windows系统
Windows操作系统是由微软公司开发的一款商业操作系统，凭借其用户友好性、广泛的软件支持以及丰富的游戏应用，深受个人用户和商业应用的青睐。从1985年推出至今，Windows经历了多个版本的更新，如经典的Windows 95、经典的Windows XP，以及最新的Windows 10等。
相比之下，Linux则是一个开源操作系统，由全球各地的开发者共同维护和改进。与Windows不同，用户可以自由访问并修改Linux的源代码，使其更符合个人或企业的特殊需求。由于这一特性，Linux在运行速度上往往优于Windows，尤其在较旧的硬件上。此外，Linux系统不会收集用户的个人数据，因此在隐私保护方面具有优势。
然而，这两种操作系统各有优缺点。Windows因其易用性和广泛的软件兼容性而受到广泛欢迎，特别是在游戏应用方面表现出色。反观Linux，虽然操作复杂，学习成本较高，但由于其开源、免费的特性，加上在服务器环境、开发环境和高性能计算方面的优秀表现，赢得了技术爱好者和开发者的青睐。
总的来说，Windows和Linux是两种截然不同的操作系统，各自拥有独特的特点和优势。无论您是寻求易用性还是追求稳定性和自由度，都可以在这两者中找到适合自己的选择。
图：Windows系统及其丰富的图形用户界面
如何使用Linux操作系统
图：Linux系统架构
如上图所示，Linux最核心的部分其实是内核。内核依赖于设备的驱动，驱动又依附于计算机的硬件。内核可以通过系统调用应用程序(User Application)、壳(Shell)以及图形用户界面(GUI)。Shell提供了各种命令以运行我们的计算程序。
Linux系统在本地会有相应的图形用户界面(GUI)，在超级计算机上（天河系列、曙光系列、神威系列）则是通过命令行的形式展示。
图：Linux系统的图形用户界面（本地电脑端）
图：Linux系统的命令行（超算端）
Linux常见操作指令
Linux系统主要是通过Shell指令实现指令的发送。在整个Shell会话中主要分为两个部分：Shell指令和可执行第三方程序（或脚本文件）。
图：Shell的主要组成部分
Shell指令可以理解成运行一个软件，只不过是以命令行的形式存在。
一条shell指令可能包含：[指令名称] [参数：-para 或 --para] [命令操作对象]
Linux常用操作指令 - 机器信息查询
作者列举了以下的常见的操作指令：
用户名称：当前使用的账户
whoami服务器名称：当前所使用的节点
hostname机器信息：基本硬件配置
查看CPU信息：lscpu查看内存信息：free -h
监视进程和Linux整体性能：top快捷键：
e 调整内存单位(K/M/G/T)1 显示各个CPU核心具体使用情况
图：超算分配资源信息截图
上图展示了超算分配资源的信息截图。其中展示了机器的相关资源配置。其中的各项信息如下：
PID：进程号USER：进程所有者PR：进程优先级VIRT：虚拟内存总量KbRES：进程使用的、未被换出的物理内存大小Kb（RES=CODE+DATA）S：睡眠，代表进程状态。D=不可中断的睡眠状态；R=运行；S=睡眠；T=跟踪/停止；Z=僵尸进程。CPU：CPU使用率MEM：内存使用率
Linux常用操作指令--文件、目录和权限
目录/文件的查看和权限：
查看指定目录下所有文件：ls [directory]以详细列表形式显示文件：ls -l以修改时间倒序显示文件：ls -ltr通配符：星号 *查看文件名中带有na字符的文件：ls*na*
例如当以详细列表显示文件时，列表内容显示如下：
更改文件的权限：
chmod [para] [filename]
增减某种权限：
chmod +xchmod -w
目录的创建，目录以及文件的删除：
mkdir [directoryName]rm [-rf] [filename or directoryName]
查看当前目录（路径）：
pwd
目录切换：
cd [absolutePath]cd ..：上级目录cd .：当前目录cd -：上次访问目录cd ~：用户根目录
文件的创建（空文件）：
touch
文件/目录的移动：
mv [filename] [object_directoryName]
文件/目录的重命名：
mv [old_filename][new_filename]
文件/目录的拷贝：
cp [source_fielname] [dest_filename]
文件/目录名称补全：
输入文件名称起始n个字符后，单击tab键，将快速把文件名称补全，加快速度
文件目录查找：find（在目录中找文件/文件夹）：
在指定目录下搜索，文件名中包含某特定字符串的文件：find [directory] -name [filename]
文件的字符搜索：grep（在文件中查找字符串）：
在指定目录下文件中搜索，是否包含特定字符串，存在便显示：grep "[string]" -r [filename]
Linux常用操作指令--文件内容查看
显示文件全部内容cat
cat [filename] 将文件整个内容从上到下显示在屏幕
显示文件开头head
head [filename]head -n [line_num][filename]
显示文件结尾tail
tail [filename]tail -n [line_num][filename]指定行数tail -f [filename]动态刷新文件末尾
显示文件结尾more
more [filename]若屏幕输出太长，该命令可以一页一页显示，更方便使用者逐页阅读。
Linux常用操作指令—压缩与解压缩
打包tar及解压
tar -cvf jpg.tar *.jpg：将目录里所有jpg文件打包成jpg.tartar czf jpg.tar.gz *.jpg：将目录里所有jpg文件打包成jpg.tar.gztar -xf jpg.tar：解压jpg.tar包中所有文件tar -zxf jpg.tar.gz：解压jpg.tar.gz包中所有文件
压缩zip
zip jpg.zip *.jpg：将目录里所有jpg文件压缩成jpg.zipunzip jpg.zip：解压jpg.zip包中所有文件
Linux常用操作指令—环境变量使用
环境变量的查看、设置和删除：
env：用来显示环境变量，显示当前用户的变量。export：用来设置环境变量。echo：用来查看指定变量内容。
示例：echo $PATH或 echo ${PATH}
重要的系统级环境变量：
PATH：当前shell中命令、系统程序、应用程序以及自定义可执行文件的路径。LD_LIBRARY_PATH：可执行共享库（动态库）的目录链接。
示例：
export PATH=[one_path]:$PATH注意等号两边不能有空格。
