Shell: что это такое и зачем он нужен

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
Зачем нужен Shell?
Основные типы командных интерпретаторов
Базовые команды Shell
Скрипты на Shell
Заключение

Курс по системе контроля версий Git бесплатно

Записаться на бесплатный курс

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.

Познакомьтесь с основами командной строки

Записаться на бесплатный курс

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.