Introduzione alla shell
Ultimo aggiornamento il 2025-11-07 | Modifica questa pagina
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Panoramica
Domande
- Cos’è una shell di comando e perché dovrei usarla?
Obiettivi
- Spiegare come la shell si relaziona con la tastiera, lo schermo, il sistema operativo e i programmi degli utenti.
- Spiegare quando e perché si dovrebbero usare le interfacce a riga di comando invece delle interfacce grafiche.
Sfondo
L’uomo e il computer interagiscono comunemente in molti modi diversi, ad esempio tramite tastiera e mouse, interfacce touch screen o sistemi di riconoscimento vocale. Il modo più diffuso di interagire con i computer è chiamato interfaccia grafica (graphical user interface GUI). Con una GUI, le istruzioni vengono impartite facendo clicK con il mouse e utilizzando interazioni guidate da menu.
Sebbene l’aiuto visivo di un’interfaccia grafica ne renda intuitivo l’apprendimento, questo modo di fornire istruzioni a un computer è poco scalabile. Immaginate il seguente compito: per una ricerca bibliografica, dovete copiare la terza riga di mille file di testo in mille directory diverse e incollarla in un unico file. Utilizzando un’interfaccia grafica, non solo dovreste cliccare alla vostra scrivania per diverse ore, ma potreste anche commettere un errore nel completare questo compito ripetitivo. È qui che possiamo tratte vantaggio della shell Unix. La shell Unix è sia un’interfaccia a riga di comando (CLI) che un linguaggio di scripting, che consente di svolgere tali compiti ripetitivi in modo automatico e veloce. Con i comandi appropriati, la shell può ripetere le operazioni con o senza modifiche tutte le volte che si vuole. Utilizzando la shell, l’operazione descritta nell’esempio di letteratura può essere eseguita in pochi secondi.
La shell
La shell è un programma in cui gli utenti possono digitare comandi. Con la shell è possibile richiamare programmi complicati come il software di modellazione climatica o semplici comandi che creano una directory vuota con una sola riga di codice. La shell Unix più diffusa è Bash (Bourne Again SHell — così chiamata perché deriva da una shell scritta da Stephen Bourne). Bash è la shell predefinita nella maggior parte delle moderne implementazioni Unix e nella maggior parte dei pacchetti che forniscono strumenti simili a Unix per Windows. Si noti che “Git Bash” è un software che consente agli utenti di Windows di utilizzare un’interfaccia simile a Bash quando interagiscono con Git.
L’uso della shell richiede un certo sforzo e un po’ di tempo per essere appreso. Mentre l’interfaccia grafica presenta delle scelte da selezionare, le scelte della CLI non vengono presentate automaticamente, quindi è necessario imparare alcuni comandi come un nuovo vocabolario in una lingua che si sta studiando. Tuttavia, a differenza di una lingua parlata, un piccolo numero di “parole” (cioè di comandi) permette di fare molta strada e oggi ci occuperemo di questi pochi elementi essenziali.
La grammatica di una shell consente di combinare gli strumenti esistenti in potenti pipeline e di gestire automaticamente grandi volumi di dati. Le sequenze di comandi possono essere scritte in un script, migliorando la riproducibilità dei flussi di lavoro.
Inoltre, la riga di comando è spesso il modo più semplice per interagire con macchine e supercomputer remoti. La familiarità con la shell è quasi essenziale per eseguire una serie di strumenti e risorse specializzate, compresi i sistemi di calcolo ad alte prestazioni. Con l’aumento della popolarità dei cluster e dei sistemi di cloud computing per l’elaborazione di dati scientifici, la capacità di interagire con la shell sta diventando un’abilità necessaria. Possiamo basarci sulle competenze della riga di comando qui trattate per affrontare un’ampia gamma di domande scientifiche e sfide computazionali.
Iniziamo.
Quando la shell viene aperta per la prima volta, viene visualizzato un prompt, che indica che la shell è in attesa di input.
La shell usa tipicamente $ il segno del dollaro come
prompt, ma può usare un simbolo diverso. Negli esempi di questa lezione,
mostreremo il prompt come $. La cosa più importante è
non digitare il prompt quando si digitano i comandi. Digitate
solo il comando che segue il prompt. Questa regola si applica sia in
queste lezioni che in quelle di altre fonti. Si noti inoltre che dopo
aver digitato un comando, è necessario premere il tasto Invio
per eseguirlo.
Il prompt è seguito da un cursore di testo, un carattere che indica la posizione in cui verrà visualizzata la digitazione. Il cursore è solitamente un blocco lampeggiante o fisso, ma può anche essere un trattino basso o una pipe. Lo si può vedere in un programma di editor di testo, ad esempio.
Si noti che il prompt potrebbe avere un aspetto leggermente diverso.
In particolare, gli ambienti di shell più diffusi mettono per default il
nome dell’utente e il nome dell’host prima di $. Un prompt
di questo tipo potrebbe apparire come, ad esempio:
Il prompt potrebbe includere anche più di questo. Non preoccupatevi
se il vostro prompt non è solo un breve $. Questa lezione
non dipende da queste informazioni aggiuntive e non dovrebbe nemmeno
ostacolarvi. L’unico elemento importante su cui concentrarsi è il
carattere $ stesso e vedremo più avanti perché.
Proviamo il nostro primo comando, ls, abbreviazione di
listing. Questo comando elencherà il contenuto della directory
corrente:
OUTPUT
Desktop Downloads Movies Pictures
Documents Library Music PublicComando non trovato
La pipeline di Nelle: Un problema tipico
Nelle Nemo, una biologa marina, è appena tornata da un’indagine di
sei mesi nel North Pacific
Gyre, dove ha campionato la vita marina gelatinosa nel Great
Pacific Garbage Patch. Ha 1520 campioni che ha analizzato per
misurare l’abbondanza relativa di 300 proteine. Deve far passare questi
1520 file attraverso un programma immaginario chiamato
goostats.sh. Oltre a questo enorme compito, deve scrivere i
risultati entro la fine del mese, in modo che il suo articolo possa
apparire in un numero speciale di Aquatic Goo Letters.
Se Nelle dovesse scegliere di eseguire goostats.sh a
mano utilizzando un’interfaccia grafica, dovrà selezionare e aprire un
file 1520 volte. Se goostats.sh impiega 30 secondi per
eseguire ogni file, l’intero processo richiederà più di 12 ore
dell’attenzione di Nelle. Con la shell, Nelle può invece assegnare al
computer questo compito banale mentre si concentra sulla stesura del suo
articolo.
Le prossime lezioni esploreranno i modi in cui Nelle può raggiungere
questo obiettivo. In particolare, le lezioni spiegano come Nelle possa
utilizzare una shell di comando per eseguire il programma
goostats.sh, utilizzando dei loop per automatizzare i
passaggi ripetitivi di inserimento dei nomi dei file, in modo che il suo
computer possa lavorare mentre lei scrive il suo articolo.
Una volta messa insieme una pipeline di elaborazione, sarà in grado di riutilizzarla ogni volta che raccoglierà altri dati.
Per svolgere il suo compito, Nelle deve sapere come fare:
- navigare in un file o in una cartella
- creare un file o una cartella
- verifica la lunghezza di un file
- concatenare i comandi tra loro
- recuperare un insieme di file
- iterazione di file
- esegue uno script di shell contenente la sua pipeline
- Una shell è un programma il cui scopo principale è leggere i comandi ed eseguire altri programmi.
- Questa lezione utilizza Bash, la shell predefinita in molte implementazioni di Unix.
- I programmi possono essere eseguiti in Bash inserendo i comandi nel prompt della riga di comando.
- I principali vantaggi della shell sono l’elevato rapporto tra azioni e battute, il supporto per l’automazione di attività ripetitive e la capacità di accedere a macchine in rete.
- Una sfida significativa nell’uso della shell può essere quella di sapere quali comandi devono essere eseguiti e come eseguirli.