Shell: что это такое и зачем он нужен

Читать в полной версии →

Shell в программировании — это интерпретатор команд операционной системы, обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с операционной системой (ОС). Название "shell" в переводе на русский («оболочка», «скорлупа») отражает его суть: он окружает ядро ОС, предоставляя пользователю доступ к сервисам и функциям системы через текстовые команды.

История развития командных оболочек

История Shell началась в 1970-х годах с появлением операционной системы UNIX. Первой широко используемой оболочкой стала Thompson Shell (SH), созданная Кеном Томпсоном в Bell Labs: это командный интерпретатор, который выполнял основные операции.

В 1977 году Стивен Борн разработал Bourne Shell (тоже сокращенно SH, но уже другая версия), которая стала стандартом для UNIX-систем на долгие годы. Bourne Shell добавила возможности для написания скриптов, а так же переменные окружения и условные операторы.

В 1980-х годах появились новые оболочки:

• C Shell (CSH), созданная Биллом Джоем, которая ввела синтаксис, похожий на язык программирования C, историю команд и автодополнение.
  
• Korn Shell (KSH), разработанная Дэвидом Корном, которая объединила возможности Bourne Shell и C Shell.
  
• BASH (Bourne Again Shell), созданная Брайаном Фоксом для проекта GNU, которая стала наиболее популярной оболочкой в Linux-системах.

В 1990-х и 2000-х годах были разработаны более современные оболочки, такие как ZSH (Z Shell) и FISH (Friendly Interactive Shell). Они добавили улучшенное автодополнение, подсветку синтаксиса и другие удобные функции. В Windows командные оболочки эволюционировали от простого Command.com в MS-DOS до CMD.exe в Windows NT и, наконец, до PowerShell, которая появилась в 2006 году и открыла новые возможности для управления системой Windows.

Зачем нужен Shell?

Интерпретатор команд могут использовать как рядовые пользователи, так и системные администраторы. Вот список наиболее частых сценариев, где используется Shell:

• Автоматизация рутинных задач. Например, можно создать простой скрипт для резервного копирования важных файлов или для обработки группы изображений.
  
• Доступ к продвинутым функциям системы. Многие возможности операционной системы доступны только через командную строку или используются там гораздо эффективнее. Например, поиск по содержимому файлов с использованием регулярных выражений или сложные операции с текстовыми данными.
  
• Управление компьютером без графического интерфейса. В некоторых ситуациях графический интерфейс может быть недоступен (например, при удаленном подключении к серверу или при проблемах с видеодрайвером).
  
• Управление серверами и удаленными машинами. Shell позволяет эффективно управлять удаленными серверами через SSH (Secure Shell), выполнять команды на множестве машин одновременно и мониторить их состояние.
  
• Доступ к инструментам для разработки. Например, системы контроля версий (Git, SVN); компиляторы и интерпретаторы языков программирования; инструменты сборки и тестирования; контейнеризация и оркестрация (Docker, Kubernetes).
  
• Создание скриптов для автоматизации. Можно автоматизировать развертывание и настройку серверов; создание резервных копий и восстановление данных; обработку больших объемов данных.
  

Shell-скрипты позволяют объединять команды в последовательности, использовать переменные, условные операторы и циклы. Это превращает Shell из простого интерпретатора команд в полноценный язык программирования Shell, хотя и со специфическим синтаксисом.

Основные типы командных интерпретаторов

Командные интерпретаторы Shell различаются по операционной системе, с которой они работают, а также делятся на графические и текстовые. Рассмотрим примеры интерпретаторов по работе с ОС.

Интерпретаторы для UNIX/Linux:

• BASH (Bourne Again Shell).
  
• ZSH (Z Shell).
  
• FISH (Friendly Interactive Shell).
  
• KSH (Korn Shell).
  

Интерпретаторы для Windows:

• CMD (Command Prompt).
  
• PowerShell.
  
• Windows Terminal.
  

Разберем специфику графических и текстовых оболочек. Хотя большинство пользователей взаимодействуют с компьютером через графический интерфейс (GUI), текстовые оболочки (CLI — Command Line Interface) также используются для многих задач. Графические оболочки, такие как Windows Explorer или GNOME в Linux, предоставляют интуитивно понятный интерфейс для базовых задач, но текстовые обеспечивают более гибкий контроль над системой.

Читайте также: Что такое интерпретатор

Базовые команды Shell

Рассмотрим базовые функции программы-интерпретатора, с помощью которых можно выполнять следующие действия:

1. ls: Просмотреть содержимое директории

Команда ls используется для отображения списка файлов и подпапок в текущей директории.

# Показать все файлы и папки в текущей директории
ls

# Показать файлы с подробной информацией
ls -l

# Показать скрытые файлы
ls -a

2. cd: Измененить директории

Команда cd позволяет перемещаться между директориями.

# Перейти в домашнюю директорию
cd ~

# Перейти на один уровень вверх
cd ..

# Перейти в конкретную директорию
cd /path/to/directory

3. mkdir и rmdir: Создать и удалить директорию

Команды mkdir и rmdir используются для создания и удаления пустых директорий.

# Создать новую директорию
mkdir new_directory

# Удалить пустую директорию
rmdir new_directory

4. cp и mv: Копировать и перемещать файлы

Команды cp и mv позволяют копировать и перемещать файлы и директории.

# Копировать файл
cp source.txt destination.txt

# Переместить файл
mv oldname.txt newname.txt

# Копирование директории рекурсивно
cp -r source_directory/ destination_directory/

5. rm: Удалить файлы

Команда rm используется для удаления файлов.

# Удалить файл
rm file.txt

# Удалить файл без подтверждения
rm -f file.txt

# Удалить директорию и все её содержимое
rm -r directory/

6. echo: Вывести текст на экран

Команда echo выводит текст или переменные.

# Вывод текста
echo "Hello, World!"

# Вывод значения переменной
name="Alice"
echo "My name is $name"

Также интересно: Компьютерная сеть: что это такое, основные принципы

Скрипты на Shell

Shell скрипты позволяют автоматизировать задачи. Скрипты пишутся в текстовых файлах. Пример простого скрипта для резервного копирования файла:

#!/bin/bash

# Проверяем, передано ли имя файла
if [ $# -eq 0 ]; then
    echo "Использование: $0 имя_файла"
    exit 1
fi

# Получаем имя файла и текущую дату
FILE=$1
DATE=$(date +%Y-%m-%d)

# Проверяем, существует ли файл
if [ ! -f "$FILE" ]; then
    echo "Файл '$FILE' не найден!"
    exit 1
fi

# Создаем резервную копию
BACKUP_FILE="${FILE}_${DATE}.bak"
cp "$FILE" "$BACKUP_FILE"

echo "Резервная копия '$FILE' создана как '$BACKUP_FILE'"

Применение:

$ touch lala 
$ echo 'hello' > lala 
$ ./backup.sh lala
Резервная копия 'lala' создана как 'lala_2025-03-06.bak' 
$ cat lala_2025-03-06.bak 
$ ./backup.sh lala
Резервная копия 'lala' создана как 'lala_2025-03-06.bak' 
$ cat lala_2025-03-06.bak 
hello

Чтобы запустить скрипт, сохраните код в файл, например backup.sh. Сделайте файл исполняемым:

chmod +x backup.sh

Запустите скрипт с помощью команды ./backup.sh <src> <dest>

Заключение

Shell остается одним из гибких инструментов взаимодействия с компьютерными системами, несмотря на распространение графических интерфейсов.

Для тех, кто хочет углубить свои знания o Shell, существует множество ресурсов, один из них — курс «Основы командной строки» Хекслет. Он дает бесплатный доступ к 19 урокам, проверочным тестам и тренажерам.