Linux系统及编程基础

Linux操作系统以其稳定、强健、安全、网络功能强大和开放性的特点越来越受到业界的欢迎。随着互联网技术的日益发展，Linux的各个发行版本也得到了不断地发展和完善。目前，Linux已成为个人计算机和企业网络服务器的主流操作系统和运行平台。对于高校计算机及相关专业学生来说，熟悉和掌握Linux操作系统的基本操作、系统管理及编程成为其步入工作岗位的基本要求，高校对Linux操作系统的教学也越来越重视。
为了给计算机科学与技术、网络工程和信息与计算科学等专业的学生讲授Linux系统与编程课程，我们翻阅了大量相关书籍，这些书中有的主要写Linux环境下如何编程，内容太深、篇幅太长；有的只侧重基础入门和系统管理，内容不够全面。总之，很难找到一本符合我们教学要求的全面、系统的教材。因此，我们在总结多年的教学经验与实践体会的基础上，编写了《Linux系统及编程基础》一书。在近几年本书作为教材的使用过程中，我们发现了一些疏漏之处，因此对其进行了修订。希望通过阅读学习本书，读者能够增强对Linux系统的理解，掌握Linux系统的基本概念、常用命令的使用、系统管理及程序设计。
本书以Red Hat Enterprise Linux 6版本为例进行讲解，通过大量的应用实例，循序渐进地引导读者学习Linux系统。为配合各章的学习，每章前面强调了本章学习目标，每章后附有小结和习题，使读者可以更好地掌握每章的重点和难点。
全书共分为9章，内容安排如下。
第1章Linux基础及安装。讲述Linux的简介、特点、主要组成、版本介绍，Red Hat Enterprise Linux 6的安装过程及安装成功后的基本使用。
第2章Linux的文件系统。讲述Linux文件系统基本知识、Linux文件系统的类型及对文件的操作命令。
第3章Linux的vim编辑器。讲述Linux下vim的工作方式、编辑命令及如何使用vim编写Shell脚本和C程序。
第4章Linux系统管理基础。讲述Linux系统的启动与关闭过程，如何进行用户管理、设备管理、进程管理和日志管理。
第5章Linux的网络管理及应用。讲述Linux网络管理相关命令，文件服务器、DNS服务器、Web服务器、Mail服务器、FTP服务器的配置。
第6章Linux下Shell编程。讲述如何执行Shell脚本，什么是Shell变量、Shell控制结构、Shell函数等。
第7章Linux下C编程。讲述Linux下C编程基础，Linux下编译器GCC、程序调试工具GDB、程序维护工具make的使用，Linux下进程、线程及文件系统相关系统调用的使用。
第8章GTK 图形界面程序设计。讲述如何在Linux下开发简单的GTK 图形界面程序。
第9章Qt图形界面程序设计。讲述如何在Linux下开发简单的Qt图形界面程序。
本书内容计划用48～52学时讲授完成，希望通过对本书的学习，读者能够掌握Linux系统环境的使用并能在该环境下进行程序设计。
本书由大连工业大学计算机系李晓红、唐晓君和肖鹏主编。其中，李晓红编写第1、3、4、6章，唐晓君编写第2、7章，肖鹏编写第5、8、9章，全书由李晓红负责统稿、定稿。
全书在编写过程中除参考书后列出的参考文献外，还参考了互联网上的文档资料，因有些资料几经转载无法找到原出处未能列出，在此对网络中的各位知识分享者表示由衷的感谢。
由于编者水平和时间有限，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正，也希望大家能够提出宝贵的建议，以利于我们改进。

编　者
2020年12月

本书从易用性和实用性角度出发，以Red Hat Enterprise Linux 6为基础，全面、系统、深入浅出地介绍Linux系统的概念、使用、管理和开发方面的知识。全书共9章，主要讲述Linux基础及安装、Linux的文件系统、Linux的vim编辑器、Linux系统管理基础、Linux的网络管理及应用、Linux下Shell编程、Linux下C编程、GTK 图形界面程序设计、Qt图形界面程序设计。每章内容经过细心设计和精心组织，让读者能够在短的时间内学到多的知识。 　　本书适合作为高等学校计算机及相关专业的Linux操作系统课程的教材，也可作为广大Linux用户及Linux系统自学者的学习用书。

本书从易用性和实用性角度出发，以Red Hat Enterprise Linux 6为基础，全面、系统、深入浅出地介绍Linux系统的概念、使用、管理和开发方面的知识。全书共9章，主要讲述Linux基础及安装、Linux的文件系统、Linux的vim编辑器、Linux系统管理基础、Linux的网络管理及应用、Linux下Shell编程、Linux下C编程、GTK 图形界面程序设计、Qt图形界面程序设计。每章内容经过细心设计和精心组织，让读者能够在短的时间内学到多的知识。 　　本书适合作为高等学校计算机及相关专业的Linux操作系统课程的教材，也可作为广大Linux用户及Linux系统自学者的学习用书。

李晓红,大连工业大学计算机科学与技术专业教师，主要研究领域：智能控制，软件测试。开设课程《Linux系统与编程》，《软件质量保证与测试》，《Python编程及数据处理》等。

第1章　Linux基础及安装 1
1.1  Linux概述 1
1.1.1  Linux的简介 1
1.1.2  Linux的特点 2
1.1.3  Linux的主要组成 4
1.1.4  Linux的版本介绍 5
1.1.5  Linux与其他操作系统 6
1.2  Red Hat Enterprise Linux 6安装 8
1.2.1  Red Hat Enterprise Linux介绍 9
1.2.2  选择安装方式 9
1.2.3  安装步骤 10
1.2.4  启动Linux 20
1.3  Linux基础 26
1.3.1  Linux的用户类型 26
1.3.2  Linux的登录 26
1.3.3  Linux的注销 30
1.3.4  Linux的运行级别 31
1.3.5  Linux的关机和重启 32
1.3.6  Linux的基本命令 32
1.4  Linux的GUI 37
1.4.1  X Window介绍 37
1.4.2  GNOME 38
1.4.3  KDE 40
本章小结 41
本章习题 41
第2章　Linux的文件系统 43
2.1　Linux文件系统基础 43
2.1.1  Linux文件系统概述 43
2.1.2  Linux文件系统的特点 43
2.1.3  Linux文件系统的组成 44
2.2　Linux文件系统类型 45
2.2.1  ext文件系统 45
2.2.2  其他文件系统 46
2.3　Linux文件系统操作 47
2.3.1  文件和目录的基本概念 47
2.3.2  文件操作命令 49
2.3.3  目录操作命令 65
2.3.4  改变文件或目录存取权限的命令 68
2.3.5  改变用户组和文件主的命令 70
2.3.6  链接文件的命令 72
本章小结 74
本章习题 74
第3章　Linux的vim编辑器 76
3.1  vim简介 76
3.2  vim工作模式 76
3.3  vim的进入与退出 77
3.3.1  进入vim 77
3.3.2  退出vim 79
3.4  vim的编辑命令 80
3.4.1  移动光标 80
3.4.2  文本插入 82
3.4.3  文本删除 82
3.4.4  文本复制与粘贴 83
3.4.5  文本移动 84
3.4.6  文本查找与替换 84
3.4.7  重复与取消 86
3.4.8  vim中执行Shell命令 86
3.4.9  文件的读写 86
3.5  使用vim创建Shell脚本 87
3.6  使用vim创建C程序 87
本章小结 88
本章习题 88
第4章　Linux系统管理基础 89
4.1　系统启动、运行与系统关闭 89
4.1.1  系统启动 89
4.1.2  系统运行级别 91
4.1.3  系统关闭 93
4.2　用户管理 94
4.2.1  用户管理简介 95
4.2.2  用户管理方法 96
4.2.3  用户管理相关配置文件 97
4.2.4  用户管理命令 100
4.3　设备管理 103
4.3.1  设备标识 104
4.3.2  磁盘和分区管理命令 104
4.3.3  存储设备的挂载与卸载 109
4.4　进程管理 111
4.4.1  进程的概念 111
4.4.2  启动进程 113
4.4.3  进程管理命令 113
4.5　日志管理 118
4.5.1  Linux的日志 118
4.5.2  常用日志文件 121
4.5.3  日志分析工具 123
本章小结 124
本章习题 124
第5章　Linux的网络管理及应用 125
5.1  Linux网络管理命令 125
5.1.1  ifconfig 125
5.1.2  ping 126
5.1.3  netstat 126
5.1.4  其他常用命令 126
5.2  文件服务器配置：NFS和Samba 127
5.2.1  NFS配置 127
5.2.2  Samba配置 130
5.3  DNS服务器配置 134
5.4  Web服务器配置 139
5.5  Mail服务器配置 141
5.6  FTP服务器配置 143
本章小结 145
本章习题 146
第6章　Linux下Shell编程 147
6.1　Shell简介 147
6.1.1  什么是Shell 147
6.1.2  Shell种类介绍 148
6.2　Shell基础 148
6.2.1  Shell命令处理过程 149
6.2.2  标准输入输出和重定向 150
6.2.3  管道 153
6.2.4  特殊字符 154
6.2.5  别名 156
6.2.6  命令历史 156
6.3　Shell脚本 157
6.3.1  什么是Shell脚本 157
6.3.2  Shell脚本执行方式 158
6.4　Shell变量 159
6.4.1  用户自定义变量 159
6.4.2  环境变量 160
6.4.3  位置变量 161
6.4.4  特殊变量 162
6.5　Shell编程基础 163
6.5.1  Shell脚本的输入输出 163
6.5.2  Shell的逻辑运算 164
6.5.3  Shell的算术运算 167
6.6　Shell的控制结构 169
6.6.1  if语句 169
6.6.2  case语句 172
6.6.3  for语句 174
6.6.4  while语句 176
6.6.5  until语句 177
6.6.6  break语句和continue语句 178
6.7　Shell函数 179
6.7.1  函数定义 179
6.7.2  函数调用 179
本章小结 182
本章习题 182
第7章　Linux下C编程 184
7.1　Linux下C编程基础 184
7.2　常用开发工具 185
7.2.1  GCC简介 185
7.2.2  GCC的使用 187
7.2.3  简单的C语言程序 189
7.2.4  程序调试工具GDB 192
7.2.5  程序维护工具make 202
7.2.6  Linux下make示例 207
7.3　进程控制系统调用 209
7.3.1  进程创建 209
7.3.2  进程执行 212
7.3.3  获取指定进程标识符 213
7.3.4  进程终止 214
7.3.5  进程等待 214
7.3.6  进程间信号通信 216
7.4　线程控制系统调用 220
7.4.1  线程控制系统调用 221
7.4.2  线程控制函数示例 222
7.5　文件系统调用 222
7.5.1 创建文件 223
7.5.2  打开文件和关闭文件 224
7.5.3  读写文件 226
7.5.4  文件定位 227
本章小结 229
本章习题 229
第8章　GTK 图形界面程序设计 231
8.1  GTK 程序设计简介 231
8.2  使用GTK 开发图形界面程序 237
8.2.1  按钮和标签 237
8.2.2  文本输入框 238
8.2.3  复选按钮 240
8.2.4  组合框 242
8.2.5  框架 243
8.2.6  图像控件 245
8.2.7  菜单的制作 246
8.2.8  工具栏的制作 247
8.2.9  状态栏的制作 249
本章小结 250
本章习题 251
第9章　Qt图形界面程序设计 252
9.1  Qt程序设计简介 252
9.2  开发Qt图形界面程序 259
9.2.1  标准输入框例子 261
9.2.2  标准对话框的实例 264
9.2.3  记事本小程序 267
本章小结 271
本章习题 271
参考文献 272

本书从易用性和实用性角度出发，以Red Hat Enterprise Linux 6为基础，全面、系统、深入浅出地介绍Linux系统的概念、使用、管理和开发方面的知识。全书共9章，主要讲述Linux基础及安装、Linux的文件系统、Linux的vim编辑器、Linux系统管理基础、Linux的网络管理及应用、Linux下Shell编程、Linux下C编程、GTK 图形界面程序设计、Qt图形界面程序设计。每章内容经过细心设计和精心组织，让读者能够在短的时间内学到多的知识。 　　本书适合作为高等学校计算机及相关专业的Linux操作系统课程的教材，也可作为广大Linux用户及Linux系统自学者的学习用书。

李晓红,大连工业大学计算机科学与技术专业教师，主要研究领域：智能控制，软件测试。开设课程《Linux系统与编程》，《软件质量保证与测试》，《Python编程及数据处理》等。