The command line and the Python environment

在计算导论与实验课程中，掌握基础的命令行操作是进行编程开发的前提。本节涵盖了文件系统操作、系统管理、网络通信以及 Python 环境管理的核心命令。

Linux 文件与目录管理

文件操作是 Linux 交互中最基础的部分，常见路径的相对与绝对引用以及文件权限的理解。

• ls (List): 列出目录内容。

  • ls：仅列出文件名。
  • ls -l：长格式显示（包含权限、大小、时间）。
  • ls -a：显示所有文件（包含以 . 开头的隐藏文件）。

• cd: 切换当前工作目录。

  • cd /path/to/dir：跳转到绝对路径。
  • cd ..：返回上一级目录。
  • cd ~：返回当前用户的家目录（Home）。

• mkdir: 创建新目录。常用参数 -p 可递归创建多级目录（例如 mkdir -p a/b/c）。

• touch: 用于修改文件时间戳，若文件不存在则创建一个空文件。

• cp: 复制文件或目录。

# 将 file1 复制为 file2
cp file1.txt file2.txt
# 递归复制目录（注意 -r 参数）
cp -r source_folder/ destination_folder/

• mv: 移动文件或重命名文件。

  • mv old.txt new.txt：重命名。
  • mv file.txt ./folder/：移动文件。

• rm: 删除文件或目录。

Warning — rm 命令的危险性

在使用 rm 时需格外小心，Linux 下删除通常无法恢复！

• rm -r：递归删除目录。
• rm -f：强制删除，不提示确认。
• 绝对禁忌：rm -rf / （这将删除整个系统文件，实战中极度危险）。

系统管理与网络命令

此类命令用于查看系统状态、安装软件及处理网络请求。

• ps: 查看当前进程快照。

  • ps al: 显示所有进程的详细信息。
  • ps aux：显示所有用户的所有进程详细信息。
  • 常配合 grep 使用查找特定进程（例如 ps aux | grep python）。

• apt: Debian/Ubuntu 系 Linux 的包管理器。

sudo apt update        # 更新软件源列表
sudo apt install git   # 安装 git 软件
sudo apt upgrade       # 升级所有已安装软件

• ssh: 安全远程登录协议。

  • 语法：ssh user@hostname
  • 示例：ssh student@192.168.1.100

• ping: 测试网络连通性。通过发送 ICMP 数据包检测目标主机是否可达。

• wget: 从网络下载文件。

  • 示例：wget http://example.com/file.zip

Python 环境与包管理命令

python 命令

用于执行 Python 脚本或进入交互式环境。

• 查看版本：python --version 或 python -V
• 运行脚本：python main.py
• 模块运行：python -m http.server (例如启动简易服务器)

pip 命令

Python 的包安装程序 (Package Installer for Python)。

命令	功能说明
pip install numpy	安装 numpy 包
pip uninstall pandas	卸载 pandas 包
pip list	列出已安装的所有包
pip freeze > requirements.txt	将当前环境包列表导出到文件
pip install -r requirements.txt	根据文件批量安装依赖

Note — Pip 下载速度慢怎么办？

国内网络环境下，直接使用默认源下载速度可能较慢。可以使用 -i 参数指定国内镜像源（如清华源）：

pip install matplotlib -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

或者配置永久换源。

命令功能速查表

命令	全称/含义	核心功能
ls	List	列出当前目录下的文件
cd	Change Directory	切换目录
pwd	Print Working Directory	显示当前所在路径
cp	Copy	复制文件或文件夹（需加 -r）
mv	Move	移动或重命名文件
rm	Remove	删除文件（不可逆）
mkdir	Make Directory	创建文件夹
touch	Touch	创建空文件或更新时间戳
cat	Concatenate	查看文件内容
ps	Process Status	查看进程状态
apt	Advanced Package Tool	软件安装与管理
ssh	Secure Shell	远程登录
ping	Packet Internet Groper	测试网络连通性
wget	World Wide Web Get	命令行下载工具