Navigating Files and Directories

Estimated time: 40 minutes

Overview

Questions

• How can I move around on my computer?
• How can I see what files and directories I have?
• How can I specify the location of a file or directory on my computer?

Objectives

• Пояснити подібності та відмінності між файлом і каталогом.
• Перетворити абсолютний шлях у відносний і навпаки.
• Створити абсолютні та відносні шляхи, які ідентифікують певні файли та каталоги.
• Використати опції та аргументи для зміни поведінки команд у терміналі.
• Продемонструвати використання табуляції для автоматичного доповнення та пояснити його переваги.

Instructor Note

Introducing and navigating the filesystem in the shell (covered in Navigating Files and Directories section) can be confusing. You may have both terminal and GUI file explorer open side by side so learners can see the content and file structure while they’re using terminal to navigate the system.

Частина операційної системи, яка відповідає за роботу з файлами та каталогами, називається файловою системою. It organizes our data into files, which hold information, and directories (also called ‘folders’), which hold files or other directories.

Для створення, перевірки, перейменування та видалення файлів і каталогів зазвичай використовується декілька команд. Щоб розглянути їх, перейдемо до нашого відкритого вікна терміналу.

По-перше, дізнаймося, де ми знаходимося, запустивши команду pwd (англ. ‘print working directory’ - надрукувати робочий каталог). Directories are like places — at any time while we are using the shell, we are in exactly one place called our current working directory. Commands mostly read and write files in the current working directory, i.e. ‘here’, so knowing where you are before running a command is important. Команда pwd покаже вам, де ви знаходитесь:

BASH

$ pwd

OUTPUT

/Users/nelle

У наведеному прикладі комп’ютер відповів /Users/nelle, що є домашнім каталогом Неллі:

Варіації домашнього каталогу

Розташування домашнього каталогу виглядає по-різному в різних операційних системах. В Linux воно може виглядати як /home/nelle, а у Windows воно буде схоже на C:\Documents and Settings\nelle чи C:\Users\nelle. (Зауважте, що воно може виглядати дещо інакше для різних версій Windows.) In future examples, we’ve used Mac output as the default - Linux and Windows output may differ slightly but should be generally similar.

Ми також припустимо, що ваша команда pwd повертає вашу домашню директорію користувача. If pwd returns something different, you may need to navigate there using cd or some commands in this lesson will not work as written. See Exploring Other Directories for more details on the cd command.

Для того, щоб зрозуміти, що таке ‘домашній каталог’, розглянемо як організована файлова система в цілому. For the sake of this example, we’ll be illustrating the filesystem on our scientist Nelle’s computer. After this illustration, you’ll be learning commands to explore your own filesystem, which will be constructed in a similar way, but not be exactly identical.

На комп’ютері Неллі файлова система виглядає так:

Файлова система виглядає як перевернуте дерево. Найвищим каталогом є кореневий каталог, який містить усе інше. We refer to it using a slash character, /, on its own; this character is the leading slash in /Users/nelle.

Усередині цього каталогу є кілька інших каталогів: bin (в якому зберігаються певні вбудовані програми), data (для різноманітних файлів даних), Users (де знаходяться особисті директорії користувачів), tmp (для файлів тимчасового зберігання) та інші.

Ми знаємо, що наш поточний робочий каталог /Users/nelle зберігається всередині каталогу /Users, тому що /Users є першою частиною його імені. Відповідно, нам відомо, що каталог /Users зберігається всередині кореневої директорії /, бо його ім’я розпочинається з символу /.

Символи скісної риски

Зверніть увагу, що символ / має два значення. Коли він з’являється на початку назви файлу чи каталогу, це посилання на кореневу директорію. Коли він використовується всередині шляху, це лише роздільник.

Underneath /Users, we find one directory for each user with an account on Nelle’s machine, her colleagues imhotep and larry.

Файли користувача imhotep зберігаються в директорії /Users/imhotep, користувача larry - в /Users/larry, і Неллі - в /Users/nelle. Оскільки саме Неллі є користувачем у наших прикладах, тому ми отримуємо /Users/nelle як наш домашній каталог. Typically, when you open a new command prompt, you will be in your home directory to start.

Тепер розглянемо команду, яка дозволить нам бачити вміст нашої власної файлової системи. Ми можемо побачити, що знаходиться у нашому домашньому каталозі, запустивши ls:

BASH

$ ls

OUTPUT

Applications Documents    Library      Music        Public
Desktop      Downloads    Movies       Pictures

(Знову ж таки, ваші результати можуть дещо відрізнятися залежно від вашої операційної системи та того, як ви налаштували свою файлову систему.)

ls друкує назви файлів і каталогів у поточному каталозі. Ми можемо зробити його вивід більш зрозумілим за допомогою опції -F, яка вказує ls класифікувати вивід, додаючи маркер до імен файлів і каталогів, щоб вказати, що вони собою являють:

• a trailing / indicates that this is a directory
• символ @ вказує на посилання
• символ * вказує на виконуваний файл

Залежно від налаштувань терміналу за замовчуванням, він також може використовувати кольори для позначення файлів та каталогів, щоб краще їх розрізняти.

BASH

$ ls -F

OUTPUT

Applications/ Documents/    Library/      Music/        Public/
Desktop/      Downloads/    Movies/       Pictures/

В наведеному прикладі ми бачимо, що наш домашній каталог містить лише підкаталоги. Any names in the output that don’t have a classification symbol are files in the current working directory.

Clearing your terminal

Якщо екран стає занадто захаращеним, ви можете очистити термінал за допомогою команди clear. You can still access previous commands using ↑ and ↓ to move line-by-line, or by scrolling in your terminal.

Отримання допомоги

ls has lots of other options. There are two common ways to find out how to use a command and what options it accepts — depending on your environment, you might find that only one of these ways works:

1. Ми можемо передати команді опцію --help (доступну в Linux і Git Bash), наприклад:

BASH

$ ls --help

2. We can read its manual with man (available on Linux and macOS):

BASH

$ man ls

We’ll describe both ways next.

Довідка для вбудованих команд

Деякі команди вбудовано в оболонку Bash, а не існують як окремі програми у файловій системі. One example is the cd (change directory) command. If you get a message like No manual entry for cd, try help cd instead. The help command is how you get usage information for Bash built-ins.

Опція `–help’

Most bash commands and programs that people have written to be run from within bash, support a --help option that displays more information on how to use the command or program.

BASH

$ ls --help

OUTPUT

Usage: ls [OPTION]... [FILE]...
List information about the FILEs (the current directory by default).
Sort entries alphabetically if neither -cftuvSUX nor --sort is specified.

Mandatory arguments to long options are mandatory for short options, too.
  -a, --all                  do not ignore entries starting with .
  -A, --almost-all           do not list implied . and ..
      --author               with -l, print the author of each file
  -b, --escape               print C-style escapes for nongraphic characters
      --block-size=SIZE      scale sizes by SIZE before printing them; e.g.,
                               '--block-size=M' prints sizes in units of
                               1,048,576 bytes; see SIZE format below
  -B, --ignore-backups       do not list implied entries ending with ~
  -c                         with -lt: sort by, and show, ctime (time of last
                               modification of file status information);
                               with -l: show ctime and sort by name;
                               otherwise: sort by ctime, newest first
  -C                         list entries by columns
      --color[=WHEN]         colorize the output; WHEN can be 'always' (default
                               if omitted), 'auto', or 'never'; more info below
  -d, --directory            list directories themselves, not their contents
  -D, --dired                generate output designed for Emacs' dired mode
  -f                         do not sort, enable -aU, disable -ls --color
  -F, --classify             append indicator (one of */=>@|) to entries
...        ...        ...

When to use short or long options

When options exist as both short and long options:

• Use the short option when typing commands directly into the shell to minimize keystrokes and get your task done faster.
• Use the long option in scripts to provide clarity. Він буде прочитаний багато разів і надрукований один раз.

Непідтримувані параметри командного рядка

If you try to use an option that is not supported, ls and other commands will usually print an error message similar to:

BASH

$ ls -j

ERROR

ls: invalid option -- 'j'
Try 'ls --help' for more information.

Команда man

The other way to learn about ls is to type

BASH

$ man ls

This command will turn your terminal into a page with a description of the ls command and its options.

To navigate through the man pages, you may use ↑ and ↓ to move line-by-line, or try b and Spacebar to skip up and down by a full page. To search for a character or word in the man pages, use / followed by the character or word you are searching for. Іноді пошук може призвести до кількох результатів. If so, you can move between hits using N (for moving forward) and Shift+N (for moving backward).

Щоб вийти зі сторінок man, натисніть q.

Сторінки з інструкціями в Інтернеті

Of course, there is a third way to access help for commands: searching the internet via your web browser. When using internet search, including the phrase unix man page in your search query will help to find relevant results.

GNU provides links to its manuals including the core GNU utilities, which covers many commands introduced within this lesson.

Exploring More ls Options

Ви також можете використовувати декілька опцій одночасно. Що робить команда ls при використанні з опцією -l? What about if you use both the -l and the -h option?

Some of its output is about properties that we do not cover in this lesson (such as file permissions and ownership), but the rest should be useful nevertheless.

Розв’язання

The -l option makes ls use a long listing format, showing not only the file/directory names but also additional information, such as the file size and the time of its last modification. Якщо ви використовуєте як -h, так і -l, це зробить виведення розміру файлу у більш зрозумілому людині вигляді (“human readable”), тобто покаже щось на кшталт 5.3K замість 5369.

Виведення у зворотному хронологічному порядку

За замовчуванням ls виводить вміст каталогу в алфавітному порядку за іменами елементів. Команда ls -t перелічує елементи за часом останньої зміни, а не за алфавітом. Команда ls -r виводить вміст каталогу у зворотному порядку. Which file is displayed last when you combine the -t and -r options? Hint: You may need to use the -l option to see the last changed dates.

Розв’язання

The most recently changed file is listed last when using -rt. Це може бути дуже корисним для пошуку ваших останніх редагувань або перевірки чи було створено новий вихідний файл.

Exploring Other Directories

Not only can we use ls on the current working directory, but we can use it to list the contents of a different directory. Let’s take a look at our Desktop directory by running ls -F Desktop, i.e., the command ls with the -F option and the argument Desktop. Аргумент Desktop повідомляє ls, що ми хочемо отримати список чогось іншого, ніж наш поточний робочий каталог:

BASH

$ ls -F Desktop

OUTPUT

shell-lesson-data/

Note that if a directory named Desktop does not exist in your current working directory, this command will return an error. Typically, a Desktop directory exists in your home directory, which we assume is the current working directory of your bash shell.

Your output should be a list of all the files and sub-directories in your Desktop directory, including the shell-lesson-data directory you downloaded at the setup for this lesson. (On most systems, the contents of the Desktop directory in the shell will show up as icons in a graphical user interface behind all the open windows. Подивіться, чи це ваш випадок.)

Ієрархічна організація речей таким чином допомагає нам відстежувати нашу роботу. While it’s possible to put hundreds of files in our home directory just as it’s possible to pile hundreds of printed papers on our desk, it’s much easier to find things when they’ve been organized into sensibly-named subdirectories.

Now that we know the shell-lesson-data directory is located in our Desktop directory, we can do two things.

По-перше, ми можемо переглянути його вміст, використовуючи ту ж стратегію, що і раніше, передавши ім’я каталогу в ls:

BASH

$ ls -F Desktop/shell-lesson-data

OUTPUT

exercise-data/  north-pacific-gyre/

Second, we can actually change our location to a different directory, so we are no longer located in our home directory.

The command to change locations is cd followed by a directory name to change our working directory. cd означає ‘змінити каталог’ (англ. ‘change directory’), що трохи вводить в оману. Команда не змінює каталог; вона змінює поточний робочий каталог терміналу. In other words it changes the shell’s settings for what directory we are in. The cd command is akin to double-clicking a folder in a graphical interface to get into that folder.

Let’s say we want to move into the exercise-data directory we saw above. Ми можемо скористатися наступною серією команд, щоб дістатися туди:

BASH

$ cd Desktop
$ cd shell-lesson-data
$ cd exercise-data

These commands will move us from our home directory into our Desktop directory, then into the shell-lesson-data directory, then into the exercise-data directory. Ви помітите, що команда cd нічого не виводить. Це нормально. Many shell commands will not output anything to the screen when successfully executed. Але якщо ми виконаємо pwd після неї, то побачимо, що зараз ми знаходимося у /Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data/exercise-data.

If we run ls -F without arguments now, it lists the contents of /Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data/exercise-data, because that’s where we now are:

BASH

$ pwd

OUTPUT

/Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data/exercise-data

BASH

$ ls -F

OUTPUT

alkanes/  animal-counts/  creatures/  numbers.txt  writing/

We now know how to go down the directory tree (i.e. how to go into a subdirectory), but how do we go up (i.e. how do we leave a directory and go into its parent directory)? Ми можемо спробувати наступне:

BASH

$ cd shell-lesson-data

ERROR

-bash: cd: shell-lesson-data: No such file or directory

Але ми отримуємо помилку! Чому?

With our methods so far, cd can only see sub-directories inside your current directory. There are different ways to see directories above your current location; we’ll start with the simplest.

There is a shortcut in the shell to move up one directory level. Це працює наступним чином:

BASH

$ cd ..

.. is a special directory name meaning “the directory containing this one”, or more succinctly, the parent of the current directory. Звичайно, якщо ми запустимо pwd після виконання cd .., ми знову у /Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data:

BASH

$ pwd

OUTPUT

/Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data

Спеціальний каталог .. зазвичай не з’являється, коли ми запускаємо ls. If we want to display it, we can add the -a option to ls -F:

BASH

$ ls -F -a

OUTPUT

./  ../  exercise-data/  north-pacific-gyre/

-a означає ‘показати все’ (англ. show all) (включно з прихованими файлами); ця опція змушує ls показувати нам імена файлів і каталогів, які починаються з ., наприклад, .. (яке, якщо ми знаходимося у /Users/nelle, вказує на каталог /Users). Як ви можете бачити, команда також показує ще один спеціальний каталог, який називається ., що означає ‘поточний робочий каталог’. Може здатися, що це дещо надлишково - мати для нього ім’я, але незабаром ми побачимо, як воно може бути використано.

Зауважте, що у більшості інструментів командного рядка можна комбінувати декілька параметрів за допомогою одного - і без пробілів між параметрами: ls -F -a є еквівалентним до ls -Fa.

Інші приховані файли

In addition to the hidden directories .. and ., you may also see a file called .bash_profile. Цей файл зазвичай містить конфігурацію терміналу. You may also see other files and directories beginning with .. These are usually files and directories that are used to configure different programs on your computer. Префікс . використовується для того, щоб ці конфігураційні файли не захаращували термінал, коли використовується стандартна команда ls.

Ці три команди є основними командами для навігації по файловій системі на вашому комп’ютері: pwd, ls і cd. Let’s explore some variations on those commands. What happens if you type cd on its own, without giving a directory?

BASH

$ cd

How can you check what happened? Команда pwd дає нам відповідь!

BASH

$ pwd

OUTPUT

/Users/nelle

Виявляється, cd без аргументу поверне вас до домашнього каталогу, що дуже зручно, якщо ви загубилися у власній файловій системі.

Let’s try returning to the exercise-data directory from before. Минулого разу ми використовували три команди, але насправді ми можемо поєднати перелік каталогів для переходу до каталогу exercise-data за один крок:

BASH

$ cd Desktop/shell-lesson-data/exercise-data

Переконайтеся, що ми перемістилися в потрібне місце, виконавши pwd і ls -F.

If we want to move up one level from the data directory, we could use cd ... Але існує інший спосіб переміщення до будь-якого каталогу, незалежно від вашого поточного розташування.

So far, when specifying directory names, or even a directory path (as above), we have been using relative paths. When you use a relative path with a command like ls or cd, it tries to find that location from where we are, rather than from the root of the file system.

However, it is possible to specify the absolute path to a directory by including its entire path from the root directory, which is indicated by a leading slash. The leading / tells the computer to follow the path from the root of the file system, so it always refers to exactly one directory, no matter where we are when we run the command.

Це дає змогу перейти до каталогу shell-lesson-data з будь-якого місця у файловій системі (у тому числі з каталогу exercise-data). Щоб знайти абсолютний шлях ми можемо скористатися pwd, а потім витягти потрібний нам фрагмент, щоб перейти до shell-lesson-data.

BASH

$ pwd

OUTPUT

/Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data/exercise-data

BASH

$ cd /Users/nelle/Desktop/shell-lesson-data

Виконайте pwd і ls -F, щоб переконатися, що ми знаходимося в потрібному каталозі.

Ще два скорочення

Термінал інтерпретує символ тильди (~) на початку шляху як “домашній каталог поточного користувача”. Наприклад, якщо домашнім каталогом користувача Неллі є каталог /Users/nelle, то ~/data еквівалентно /Users/nelle/data. This only works if it is the first character in the path; here/there/~/elsewhere is not here/there/Users/nelle/elsewhere.

Іншим скороченням є символ - (тире). cd will translate - into the previous directory I was in, which is faster than having to remember, then type, the full path. This is a very efficient way of moving back and forth between two directories – i.e. if you execute cd - twice, you end up back in the starting directory.

The difference between cd .. and cd - is that the former brings you up, while the latter brings you back.

---

Спробуйте! Спочатку перейдіть до ~/Desktop/shell-lesson-data (ви вже маєте бути там).

BASH

$ cd ~/Desktop/shell-lesson-data

Потім cd у каталог exercise-data/creatures

BASH

$ cd exercise-data/creatures

Тепер, якщо ви виконаєте

BASH

$ cd -

ви побачите, що повернулися до ~/Desktop/shell-lesson-data. Запустіть cd - ще раз і ви повернетесь до ~/Desktop/shell-lesson-data/exercise-data/creatures

Абсолютні та відносні шляхи

Starting from /Users/nelle/data, which of the following commands could Nelle use to navigate to her home directory, which is /Users/nelle?

1. cd .
2. cd /
3. cd /home/nelle
4. cd ../..
5. cd ~
6. cd home
7. cd ~/data/..
8. cd
9. cd ..

Розв’язання

1. Ні: скорочення . означає поточний каталог.

2. Ні: скорочення / означає кореневий каталог.

3. No: Nelle’s home directory is /Users/nelle.

4. No: this command goes up two levels, i.e. ends in /Users.

5. Yes: ~ stands for the user’s home directory, in this case /Users/nelle.

6. Ні: ця команда виконає перехід до каталогу home у поточному каталозі, якщо він існує.

7. Так: надмірно складна, але правильна.

8. Yes: shortcut to go back to the user’s home directory.

9. Yes: goes up one level.

Relative Path Resolution

Використовуючи наведену нижче схему файлової системи, якщо pwd показує /Users/thing, що покаже команда ls -F ../backup?

1. ../backup: No such file or directory
2. 2012-12-01 2013-01-08 2013-01-27
3. 2012-12-01/ 2013-01-08/ 2013-01-27/
4. original/ pnas_final/ pnas_sub/

Розв’язання

1. No: there is a directory backup in /Users.

2. Ні: це вміст каталогу Users/thing/backup, але за допомогою .. ми просили піднятися на один рівень вище.

3. No: see previous explanation.

4. Так: ../backup/ вказує на /Users/backup/.

ls Reading Comprehension

Using the filesystem diagram below, if pwd displays /Users/backup, and -r tells ls to display things in reverse order, what command(s) will result in the following output:

OUTPUT

pnas_sub/ pnas_final/ original/

1. ls pwd
2. ls -r -F
3. ls -r -F /Users/backup

Розв’язання

1. Ні: pwd не є назвою каталогу.

2. Yes: ls without directory argument lists files and directories in the current directory.

3. Yes: uses the absolute path explicitly.

General Syntax of a Shell Command

---

Ми вже познайомилися з командами, опціями та аргументами, але, можливо, буде корисно формалізувати деяку термінологію.

Consider the command below as a general example of a command, which we will dissect into its component parts:

BASH

$ ls -F /

ls is the command, with an option -F and an argument /. Ми вже зустрічалися з опціями, які починаються з одного тире (-), відомі як короткі варіанти, або двох тире (--), відомі як довгі варіанти. [Параметри] змінюють поведінку команди, а [Аргументи] вказують команді, над чим вона має працювати (наприклад, над файлами й каталогами). Sometimes options and arguments are referred to as parameters. A command can be called with more than one option and more than one argument, but a command doesn’t always require an argument or an option.

You might sometimes see options being referred to as switches or flags, especially for options that take no argument. In this lesson we will stick with using the term option.

Кожна частина відокремлюється пробілами. Якщо ви пропустите пробіл між ls і -F, термінал шукатиме команду з назвою ls-F, якої не існує. Also, capitalization can be important. For example, ls -s will display the size of files and directories alongside the names, while ls -S will sort the files and directories by size, as shown below:

BASH

$ cd ~/Desktop/shell-lesson-data
$ ls -s exercise-data

OUTPUT

total 28
 4 animal-counts   4 creatures  12 numbers.txt   4 alkanes   4 writing

Note that the sizes returned by ls -s are in blocks. Оскільки вони визначаються по-різному для різних операційних систем, ви можете отримати не такі значення, як у прикладі.

BASH

$ ls -S exercise-data

OUTPUT

animal-counts  creatures  alkanes  writing  numbers.txt

Зібравши все це разом, наша команда вище дасть нам список файлів і каталогів у кореневому каталозі /. An example of the output you might get from the above command is given below:

BASH

$ ls -F /

OUTPUT

Applications/         System/
Library/              Users/
Network/              Volumes/

Конвеєр Неллі: Організація файлів

Знаючи так багато про файли та каталоги, Неллі готова впорядкувати файли, які створить машина для аналізу білків.

She creates a directory called north-pacific-gyre (to remind herself where the data came from), which will contain the data files from the assay machine and her data processing scripts.

Each of her physical samples is labelled according to her lab’s convention with a unique ten-character ID, such as ‘NENE01729A’. This ID is what she used in her collection log to record the location, time, depth, and other characteristics of the sample, so she decides to use it within the filename of each data file. Оскільки результат роботи аналізатора є звичайним текстом, вона назве свої файли NENE01729A.txt, NENE01812A.txt і так далі. Усі 1520 файлів буде збережено в одному каталозі.

Тепер у її поточному каталозі shell-lesson-data, Нелл може побачити, які файли вона має за допомогою цієї команди:

BASH

$ ls north-pacific-gyre/

This command is a lot to type, but she can let the shell do most of the work through what is called tab completion. Якщо вона набере:

BASH

$ ls nor

and then presses Tab (the tab key on her keyboard), the shell automatically completes the directory name for her:

BASH

$ ls north-pacific-gyre/

Pressing Tab again does nothing, since there are multiple possibilities; pressing Tab twice brings up a list of all the files.

If Nelle then presses G and then presses Tab again, the shell will append ‘goo’ since all files that start with ‘g’ share the first three characters ‘goo’.

BASH

$ ls north-pacific-gyre/goo

To see all of those files, she can press Tab twice more.

BASH

ls north-pacific-gyre/goo goodiff.sh goostats.sh

This is called tab completion, and we will see it in many other tools as we go on.

Key Points

• Файлова система відповідає за керування інформацією на диску.
• Information is stored in files, which are stored in directories (folders).
• Directories can also store other directories, which then form a directory tree.
• Команда pwd виводить поточний робочий каталог користувача.
• ls [path] prints a listing of a specific file or directory; ls on its own lists the current working directory.
• Команда cd [шлях] змінює поточний робочий каталог.
• Більшість команд приймають параметри, які починаються з одного символу -.
• Directory names in a path are separated with / on Unix, but \ on Windows.
• Символ / сам по собі є кореневим каталогом усієї файлової системи.
• Абсолютний шлях вказує на розташування від кореня файлової системи.
• A relative path specifies a location starting from the current location.
• . on its own means ‘the current directory’; .. means ‘the directory above the current one’.