Lezione Precedente
 Lezione Successiva

Laboratorio di Sistemi Informativi

Introduzione a Linux

Come detto, questo non è un corso completo su Linux, per cui ci limiteremo ad illustrare soltanto alcuni aspetti del sistema operativo. Per una guida all'uso di Linux, si possono consultare:
Tutte le lezioni sono pensate per la distribuzione Fedora Core 4, che è quella installata nell'aula informatizzata. Cambiando distribuzione, alcuni dettagli potrebbero essere differenti, in particolare per quanto concerne le interfacce grafiche. In generale, questo è il risultato di uno dei grandi vantaggi (e svantaggi) di Linux, ovvero l'estrema configurabilità: due macchine che eseguono Linux possono apparire completamente diverse l'una dall'altra. Il vantaggio è l'estrema adattabilità alle esigenze dell'utilizzatore, lo svantaggio è che l'utente inesperto si trova disorientato passando da un computer Linux a un altro.

Utilizzo generale dall'interfaccia grafica

L'utilizzo generale di Linux non è dissimile da quello di Windows, soprattutto nelle ultime versioni. Ovviamente non ci si può aspettare di trovare gli stessi programmi che si hanno su Windows, ma quasi sempre ce n'è di equivalenti. Non ci dilunghiamo quindi sul funzionamento generale ed andiamo ad analizzare le differenze maggiori tra i due sistemi.

L'albero delle directory

Diamo una occhiata rapida all'albero delle directory di un sistema Linux. A differenza di Windows, che è strutturato in modo da avere (più o meno) una directory per ogni programma, in Linux la struttura è molto più articolata. Lo strumento più conveniente per analizzarne la struttura è il browser del file-system, accessibile dal menù Applicazioni -> Strumenti di Sistema -> Esplorazione File.
/
+--- bin
+--- boot
+--- etc
+--- home
     +--- luigino
     +--- studente
          +--- Desktop
+--- lib
+--- media
     +--- cdrom
     +--- floppy
+--- proc
+­--- root
+--- sbin
+--- sys
+--- tmp
+--- usr
     +--- bin
     +--- lib
+--- var
Abbiamo qui indicato solo le directory più importanti. Spieghiamole brevemente:
Normalmente un utente (che non sia root) può leggere quasi tutti i file presenti nel computer, ma può scrivere soltanto nella sua home directory e nella directory /tmp.

La shell

Prima di iniziare veramente a parlare di MySQL è bene familiarizzare con un ambiente software che probabilmente non conoscete: la "shell". 

Nei sistemi Unix, la shell è il programma più importante, dopo il kernel. È il mezzo con cui si comunica con il sistema e attraverso il quale si avvia e si controlla l'esecuzione degli altri programmi. Shell vuol dire "conchiglia" e il nome deriva dal fatto che è la superficie con cui l'utente entra in contatto quando vuole interagire con il sistema: la shell che racchiude il kernel.

Una volta, prima dell'avvento delle interfacce grafiche, la shell era l'unico sistema per comunicare con il sistema operativo. Oggi non è più così, ma la shell, per chi la sa usare, conserva ancora dei vantaggi rispetto all'interfaccia grafica:
La shell è disponibile anche per sistemi Windows, anche se lì si chiama, per motivi storici "prompt dell'MS-DOS" o "prompt dei comandi". Tuttavia, essa è molto meno potente che nei sistemi Unix, per cui è di solito meno utilizzata.

In realtà in Unix esistono varie shell dei comandi, ma le due più utilizzate sono sicuramente la bash e la tcsh, che hanno ovuto origine nei sistemi Unix System V e BSD rispettivamente. Noi studieremo la bash perchè è quella standard di Linux.

Il prompt dei comandi

Per attivare la shell, il modo più comodo è, dall'ambiente grafico, attivare il programma Terminale (dal menù Applicazioni -> Strumenti di Sistema -> Terminale).  Si presenta una finestra simile a questa:

screenshot di una finestra terminale

La scritta "amato@sci138:~$" è il prompt dei comandi: indica che la shell è attiva e pronta ad accettare richieste dall'utente. Riconosciamo le seguenti componenti nel prompt:
Attenzione: è possibile modificare il prompt rispetto a quello di default... per cui non fate troppo affidamento a questa descrizione.

Dal prompt è possibile digitare i comandi che si vogliano inviare al sistema, utilizzando anche i tasti standard per l'editing: Canc, Backspace, Inizio, Fine, Freccia sx, Freccia dx. I tasti Freccia su e giù consentono invece di scorrere i comandi già immessi precedentemente, che possono poi essere modificati.

Alcuni comandi

Dalla shell è possibile inviare dei comandi al sistema operativo. Ecco alcuni esempi:
La struttura generale di un comando è

<nomeprogramma> <lista di argomenti>

Tipicamente un comando della shell non è altro che il nome di un programma che il sistema operativo deve eseguire: ls, cat, cp, mv sono tutti programmi. Ma anche programmi più "corposi" possono essere eseguiti semplicemente dando il nome dalla shell. Non vi ricordate più in che menù sta nascosto il programma di grafica GIMP ? Basta dare il comando gimp e questo partirà regolarmente.

Percorsi assoluti e relativi

Abbiamo visto che molti comandi hanno come argomento un nome di file. Ma che struttura ha un nome di file Linux? Nel vecchio sistema operativo DOS, il nome aveva una struttura fissa di 8 caratteri, un punto, e altri 3 caratteri (detti estensione). L'estensione serviva a identificare il tipo di file: .jpg per file immagini JPEG, .txt per file di testo puri, .doc per file Word, etc..

Su Linux (e Windows), un nome di file è una stringa di caratteri qualunque, e può contenere quanti punti si desidera (anche nessuno). L'estensione non è necessaria, ma spesso la si aggiunge per facilitare la vita all'utilizzatore del computer, che così è in grado di riconoscere il tipo di ogni file. Anche alcuni programmi si basano sull'estensione di un file per decidere come trattarlo. Notare che, su questi sistemi, l'estensione può anche essere più lunga di 3 caratteri: ad esempio .html è l'estensione standard per i file HTML.

Tuttavia, specificare semplicemente il nome di un file non è sufficiente. Infatti, all'interno del file system possono esserci molti file con lo stesso norme, purchè stiano in directory diverse. Come si fa, allora, a indicare con esattezza un file specifico, in modo che non sorgano ambiguità? Bisogna utilizzare i pathname (nomi dei percorsi) che possono essere di due tipi: assoluti o relativi.

Un percorso assoluto è una stringa del tipo:

    /<nomedir>/<nomedir>/<nomedir>/<nomefile>

che inizia con la barra di divisione, ha una serie di componenti separati da barre e termina con un nome di file. La sequenza dei vari <nomedir> è la sequenza di directory dentro le quali il sistema deve entrare, partendo dalla radice, per raggiungere la directory dove si trova il <nomefile> desiderato. Ad esempio:
Sono importanti alcune cose:
Ogni processo (programma in esecuzione) in Linux ha una directory corrente.  Quando si specifica un nome di file direttamente, senza percorso, il file viene cercato in questa directory. Per cambiare directory corrente nella shell di Linux, si può usare il comando cd (change dir). Più in generale, la directory corrente serve come punto di riferimento per i percorsi relativi.

Un percorso relativo è una stringa di questo tipo:

    <nomedir>/<nomedir>/<nomedir>/<nomefile>

quindi è simile a un percorso assoluto ma non ha la barra iniziale. Anche il significato è simile a quello di un percorso assoluto, con la differenza che la directory da cui iniziare la ricerca del file non è la directory radice ma la directory corrente. Nei percorsi relativi si una spesso una directory speciale, la directory .. (due punti), che indica la directory padre di quella corrente, consentendo quindi di risalire l'albero delle directory. Ad esempio, se la directory corrente è /home,  allora:
Di solito ovunque si può inserire il nome di un file, si può inserire un percorso assoluto o relativo. Ma quale conviene usare tra i due? Quando si usa la shell in maniera interattiva, come facciamo noi in questa lezione, si può usare quello che ci torna più comodo. Quando però si scrivono dei programmi che hanno bisogno di accedere a vari file ad essi correlati, è meglio utilizzare percorsi relativi. In questo modo, sarà poi più facile spostare tutto il software da una directory ad un altra senza comprometterne il funzionamento.

Ad esempio, supponiamo di aver scritto un programma vis che ha bisogno di alcune immagini per funzionare. Decidiamo di mettere il programma vis nella directory /home/studente/prg e le immagini in una sottodirectory, ad esempio /home/studente/prg/img. Quando nel programma abbiamo bisogno di riferirci ad una immagine, è meglio se usiamo un percorso relativo alla directory /home/studente/prg. Così, l'immagine titolo.jpg dovrà essere riferita con il percorso img/titolo.jpg. In questo modo, quando ci porteremo il programma a casa nel nostro computer, potremo decidere di mettere il tutto (il programma vis e la sottodirectory img) nella directory /usr/local/mioprog e il programma continuerà a funzionare a dovere. La vecchia immagine /home/studente/prg/img/titolo.jpg non esiste più, ma al suo posto abbiamo /usr/local/mioprog/titolo.jpg e, partendo da /usr/local/mioprog il percorso relativo img/titolo.jpg  punta propro a quest'ultima.

Esercizio 1

All'interno della home directory di studente, creare una cartella prova e, dentro quest'ultima, una ulteriore cartella prova-nidificata. Creare dentro prova-nidificata un file di testo di nome provatesto.txt con un contenuto a piacere (come editor di testi si può usare gedit).  Controllare che il contenuto sia leggibile usando il comando cat. A questo punto copiare il file provatesto.txt nella directory prova con il nuovo nome provatesto2.txt, e cancellare la directory prova-nidificata.

Comandi e opzioni

A molti dei comandi visti finora è possibile aggiungere delle opzioni per alterarne il  funzionamento. Ad esempio, ls può prendere come argomento i seguenti parametri (e tanti altri che qui non cito):
Quelle che abbiamo visto qua sopra sono le "opzioni corte". Esse hanno tutte la stessa forma: il segno - seguito lettera. Alcuni programmi supportano anche delle opzioni lunghe. Ad esempio in ls abbiamo
Le opzioni possono essere combinate tra di loro. Ad esempio 'ls -a -l' visualizza tutti i file, compresi quelli nascosti, e visualizza per ognuno i suoi attributi. Stesso risultato da 'ls --all -l'. Un altro modo di combiare le opzioni corte è usare un unico simbolo - e, in sequenza, le lettere corrispondenti alle varie opzioni. Ad esempio 'ls -al' ha lo stesso effetto di 'ls -a -l'.

NOTA. Le opzioni --help e --version sono comuni a molti programmi. Se non si sa cosa fa il programma chown, il comando chown --help è un buon modo per scoprirlo.

Completamento automatico

Una caratteristica utile della shell di Linux è il completamente automatico. In varie circostante potete premere il tasto <TAB> e la shell completa quello che state scrivendo nella maniera più ovvia. Se ad esempio siete nella situazione

amato@sci138$ pass

e premete <TAB>, la stringa pass viene completata in passwd (il comando per cambiare la propria password). Questo perchè passwd è l'unico comando che inizia con pass.  Analogamente, se nella directory corrente c'è il file "prova" e voi premete <TAB> quando avete digitato

amato@sci138$ cat pr

allora pr viene completato in prova.  In generale, quasi su ogni sistema è vero quanto segue:
Talvolta premendo <TAB> non succede niente: vuol dire che c'è ambiguità nel modo in cui si può completare la stringa. Ad esempio, se abbiamo anche il file prato oltre a prova, premere <TAB> dopo pr è ambiguo perchè pr potrebbe essere completato con prato o con prova.

In questo caso, si può premmere <TAB> due volte di seguito per avere l'elenco dei possibili completamenti. Ad esempio, con

amato@sci138$ rm

premendo <TAB><TAB> si ha l'elenco dei comandi che iniziano con rm:

rm              rmail.sendmail  rmic            rmiregistry
rmail           rmdir           rmid

Il <TAB> può essere usato per spostarsi velocemente nell'albero delle directory.   Se si vuole visualizzare il file /var/spool/mail/studente (che contiene la posta in arrivo per l'utente studente) il comando da dare è cat /var/spool/mail/studente. Si può scrivere questo comando molto più velocemente digitando: cat /v<TAB>/sp<TAB>/ma<TAB>/s<TAB>. Se invece volete visualizzare un file in /var/spool/mail ma non vi ricordate quale, potete provare con cat /var/spool/mail/<TAB><TAB> che visualizza l'elenco dei file in /var/spool/mail. 

La funzione di completamento automatico è veramente comoda. Una volta che ci si è famirializzato, è difficile farne a meno.

Immissione caratteri speciali

Spesso è necessario inserire dei caratteri che non sono presenti nella tastiera. Come si fa in questo caso? Il trucco tipico di Windows (ALT+il codice ascii sul tastierino numerico) su Linux non funziona. In realtà, i caratteri più comuni possono essere digitati con alcune combinazioni di tasti standard:
Altri caratteri possono essere digitati utilizzando la funzione Multi_key.  Premendo Shift + AltGr (nell'ordine prima shift, poi Alt-Gr) viene attivata la funzione Multi_key: a quel punto Linux si aspetta due caratteri in sequenza, che vegono combinati per formare un unico carattere. Ad esempio 
e così via..

Aiuto, non mi ricordo cosa fa un comando

Nessuno è ingrado di ricordarsi tutti i possibili comandi e le differenti opzioni disponibili in ambiente Unix. Per questo la documentazione in materia è estensiva. Abbiamo già visto l'opzione --help che è possibile fornire a molti comandi per farci restituire la spiegazione del suo funzionamento e delle opzioni che supporta. La spiegazione che si ottiene è però spesso troppo stringata, utile quando il comando lo si conosce già e semplicemente non ci si ricorda il formato di qualche opzione, ma non quando si vuole imparare come utilizzarlo.

Per quest'ultimo scopo è molto più utile il comando man. Si usa generalmente in questo modo:
Ad esempio man rmdir visualizza il manuale del comando rmdir.

La lettura del manuale non è sempre agevole e bisogna abituarsi un po', anche perchè spesso le spiegazioni sono molto tecniche. Le due parti più importanti sono tipicamente SYNOPSIS che dà la sintassi del comando e DESCRIPTION che spiega cosa fa il comando e il significato di tutte le opzioni disponibili.

NOTA. Un'altra fonte di informazione sono i file presenti in /usr/share/doc/<nomepacchetto>. E poi ovviamente Internet, che è la più grossa fonte di informazione in materia.

Esercizio 2

Creare la directory prova-nidificato2 dentro la directory prova e prova-nidificato3 dentro prova-nidificato. Creare un file di testo prova-file dentro prova-nidificato3 con un contenuto a piacere.  Il metodo standard che abbiamo visto per cancellare una directory dalla shell è quello di cancellare prima i file che essa contiene con rm e poi la caretlla stessa con rmdir. Senza seguire questa procedura, consultare la documentazione sul comando rm e capire come cancellare, con un unico comando, la directory prova e tutte le sue sottodirectory.

Accesso ai dischi e operazioni di montaggio

Nei sistemi Unix non esiste il concetto di "lettera del dispositivo" per accedere ai floppy, CD-ROM o semplicemente a partizioni differenti dell'hard-disk. I file contenuti in questi dispositivi vengono semplicemente inseriti all'interno dell'albero principale delle directory. In particolare, /media/cdrom e /media/floppy corrispondono al contenuto del CDRom e del floppy rispettivamente.

Normalmente, se si tenta di visualizzare una di queste directory, essa appare vuota. Perchè si verifichi il collegamento tra /media/floppy (e simili) e il corrispondente dispositivo, occurre effetturare una operazione speciale detta "montaggio".

Dall'interfaccia grafica, è possibile "montare" i floppy o i cdrom aprendo la cartella "Computer" presente sul Desktop e da lì con un doppio click su "Floppy Drive" o "CD-R Drive". In realtà, spesso, il montaggio dei CD-ROM è automatico, basta inserire il disco nel lettore. A seguito di questa operazione accadono due cose (supponendo che tutto vada bene):
Dopo il montaggio di un floppy, ad esempio, si può andare in /media/floppy e operare normalmente dentro quella directory, senza preoccuparsi del fatto che i file risiedono sul floppy piuttsto che sull'hard disk.

Analoga alla operazione di montaggio c'è l'operazione di "smontaggio". Dall'interfaccia grafica basta cliccare sull'icona del dispositivo e seleziona "Espelli". Questo causa lo smontaggio del dispotivo (che non è più visibile all'interno della directory /media/.....) e, nel caso del CDRom, l'espulsione del CD.

Attenzione, l'operazione di smontaggio è importantissima, in particolare per i floppy. Quando scriviamo su un floppy, infatti, non è detto che il sistema operativo faccia subito le scritture. Può darsi che si tenga i dati nella cache. Quando si esegue lo smontaggio, tutte le operazioni pendenti di scrittura vengono portate a termine. Se si estrae il floppy prima di smontarlo, c'è il rischio di trovarsi con modifiche non effettuate o peggio con il file-system corrotto. Per i CD la questione è meno delicata perchè tanto sono dispositivi di sola lettura. Tuttavia, è probabile che, finchè il CD è montato, il tasto di espulsione manuale non funzioni.

File, utenti, diritti

Unix è un sistema operativo multi-utente. Vuol dire che più persone possono utilizzare il computer, anche contemporaneamente, e il sistema deve garantire un certo livello di sicurezza: impedire, ad esempio, che i file privati di un utente possano essere letti da un altro senza autorizzazione.

Noi descriveremsistema di gestione dei diritti standard di Linux. Ultimamente ci sono stati vari sviluppi per aumentare ulteriormente la sicurezza e la protezione del sistema: tra questi SELinux (Security Ehanco il ed Linux) che è di default nella Fedora Core 4, ma che non è abilitato in aula informatizzata.

Utenti e gruppi

Due sono i concetti principali per tutte le politiche di sicurezza: l'utente e il gruppo.  Quando si effettua il login, bisogna specificare la username con cui ci si collega e la password relativa. Un elenco di tutti gli utenti del sistema si può trovare, di solito, nel file /etc/passwd (che non commenteremo oltre), mentre un elenco dei gruppi si trova in /etc/group.  Per sapere l'utente e il gruppo corrente, basta dare il comando
La riga di sopra ci dice che siamo correntemente collegati con la seguente identità:

File e diritti

È possibile specificare i diritti di accesso degli utenti ai file in base ai due concetti di utente e di gruppo. Ogni file presente sul sistema appartiene ad un utente e a un gruppo ben specifico: si chiamano i proprietari del file.

Le operazioni che è possibile compiere su un file si possono dividere in  3 grossi gruppi:
Ognuna di queste operazioni può essere concessa o negata a tre diversi tipi di utente:
È così possibile specificare che il file pippo.sh può essere letto e scritto dal suo proprietario, solo letto da un altro utente del gruppo, e completamente inaccessibile a un'altra persona.

Ma come si fa a sapere chi è il proprietario di un file e quali sono i permessi di accesso? Dalla interfaccia grafica basta cliccare col tasto destro sul file che ci interessa e selezionare Proprietà dal menù contestuale che viene fuori. Selezionando la cartellina Permessi si otterrano tutte le informazioni volute e sarà anche possibile modificarle.

Finestra con i permessi di accesso ad un file
Diritti di esecuzione per le directory
I diritti di lettura, scrittura ed esecuzione si possono concedere anche a delle directory. Ma mentre sembra chiaro cosa vuol dire lettura e scrittura per una directory, cosa vuol dire "esecuzione" in questo caso?

Avere il diritto di esecuzione su una directory vuol dire essere in grado di entrare in una directory.  È possibile anche accedere ai file che stanno in quella directory, purchè se ne conosca il nome!! Tuttavia il diritto di esecuzione non ci consente di esaminare il contenuto di una directory con ls. Quest'ultima operazione è possibile solo se sulla directory abbiamo il diritto di lettura.

Processi

Un sistema Unix, in ogni momento, ha un certo numero di processi in esecuzione. Un processo viene creato quando si esegue un comando o un programma più complesso. Si possono esaminare i processi attualmamente in corso, al solito, o con una interfaccia grafica o con la shell.

Dall'interfaccia grafica, il programma da utilizzare è Applicazioni -> Strumenti di Sistema -> Monitor di Sistema.

Monitor di Sistema

Si  vede un elenco di processi e, per ognuno di essi, alcune sue caratteristiche. Le cose più importanti sono le prime due colonne, il nome del processo e l'utente che lo controlla. Ogni processo ha gli stessi diritti di accesso ai file dell'utente che lo controlla. Normalmente il Monitor fa vedere solo i processi sotto controllo dell'utente che lo ha invocato, ma è possibile selezionare "Tutti i Processi" in alto a destra e ottenere la visualizzazione completa.

E` anche possibile "uccidere" un processo che non risponde più ai comandi utente, cliccando col tasto destro sul processo e scegliendo Termina Processo dal menù contestuale che appare. Qualora neanche questo  modo consente di interrompere il processo, si può scegliere Uccidi Processo invece di Termina Processo dallo stesso menù. E` però una cosa da fare come ultima risorsa perchè è un metodo molto brutale che non da il tempo al processo ucciso di salvare i dati eventualmente modificati.

Installazione di programmi in Linux

Spiegamo brevemente come si fa ad installare del software sotto Linux. Nel caso della Fedora 4, se il software fa parte della distribuzione standard possiamo installarlo scegliendo  Sistema -> Impostazioni di Sistema -> Aggiungi/Rimuovi Applicazioni. Tuttavia, nel caso in cui il software non fa parte della distribuzione standard, occorrera procurarselo in qualche, tipicamente scaricandolo da Internet, e installarlo.

Esistono vari modi e formati in cui il software può essere distribuito, ma noi ci occuperemo solo del caso di programmi distribuiti in formato RPM (RedHat Package Manager). Un file in formato RPM è un file compresso (simile a un file ZIP) che contiene delle informazioni speciali per l'installazione e disinstallazione di software. Per manipolare i file RPM conviene imparare l'utilizzo dell'omonimo comando rpm (che è un programma Linux privo di interfaccia grafica, quindi va eseguito dalla shell).

Il comando fondamentale da imparare è
Ad esempio, con rpm -U MySQL-server-4.0.18-0.i386.rpm viene installato il pacchetto RPM che contiene il server MySQL, nella versione 4.0.18-0. Talvolta un pacchetto non può essere installato perchè il suo funzionamento dipende da un altro pacchetto presente nel sistema. Ad esempio

rpm -U MySQL-Max-4.0.18-0.i386.rpm

fallisce se non è stato prima installato MySQL-server. In questo caso, o si eseguono i due comandi in sequenza:

rpm -U MySQL-server-4.0.18-0.i386.rpm
rpm -U MySQL-Max-4.0.18-0.i386.rpm

oppure si indicano in un unico comando tutti gli RPM necessari:

rpm -U MySQL-server-4.0.18-0.i386.rpm MySQL-Max-4.0.18-0.i386.rpm

E` possibile sapere che pacchetti sono installati, sempre con il comando rpm, in questo modo:
Nota. L'uso di "> <nomefile>" non è una caratteristica del comando RPM ma una possibilità che il sistema operativo ci mette a disposizione per tutti i comandi che hanno un output testuale. Il simbolo di maggiore indica al sistema operativo di mandare l'output del programma sul file specificato piuttosto che sullo schermo. Quindi ls > lista.txt manderà l'ouput del comando ls nel file lista.txt.

L'opzione -q di rpm si può usare anche per avere informazione su un file RPM prima di installarlo. In questo caso la sintassi è:
Lezione Precedente
 Lezione Successiva