Практика 1. Знакомство с Linux: терминал и файловая система

---

Цель работы

Освоить базовую навигацию в терминале Linux, работу с файлами и каталогами, перенаправление потоков и конвейеры.

---

Часть 1. Навигация по файловой системе

Задание 1.1. Исследование структуры каталогов

1. Откройте терминал. Определите текущий каталог с помощью pwd.

2. Перейдите в корневой каталог / и выведите его содержимое:

   cd /
   ls -la

3. Объясните назначение следующих каталогов (используйте man hier или справочные материалы):

   • /bin, /sbin
   • /etc
   • /home
   • /var
   • /tmp
   • /proc
   • /dev

4. Перейдите в /proc и выполните:

   cat /proc/cpuinfo | head -20
   cat /proc/meminfo | head -10
   cat /proc/version

   Какую информацию выводит каждая из этих команд?

Задание 1.2. Создание структуры каталогов

Создайте следующую структуру каталогов для учебного проекта:

~/project/
├── src/
│   ├── main/
│   └── utils/
├── tests/
├── docs/
├── data/
│   ├── raw/
│   └── processed/
└── logs/

Используйте одну команду:

mkdir -p ~/project/{src/{main,utils},tests,docs,data/{raw,processed},logs}

Проверьте структуру командой tree ~/project (установите tree, если отсутствует: sudo apt install tree).

---

Часть 2. Работа с файлами

Задание 2.1. Создание и просмотр файлов

1. Создайте пустые файлы:

   touch ~/project/src/main/app.py
   touch ~/project/src/utils/helpers.py
   touch ~/project/tests/test_app.py
   touch ~/project/docs/README.md

2. Запишите текст в файл с помощью перенаправления:

   echo "#!/usr/bin/env python3" > ~/project/src/main/app.py
   echo "print('Hello, OS course!')" >> ~/project/src/main/app.py

3. Просмотрите содержимое файла разными способами:

   cat ~/project/src/main/app.py
   head -1 ~/project/src/main/app.py
   tail -1 ~/project/src/main/app.py

Задание 2.2. Копирование, перемещение, удаление

1. Скопируйте файл app.py в каталог tests/:

   cp ~/project/src/main/app.py ~/project/tests/app_backup.py

2. Переименуйте файл:

   mv ~/project/tests/app_backup.py ~/project/tests/app_copy.py

3. Удалите файл и убедитесь, что он удалён:

   rm ~/project/tests/app_copy.py
   ls ~/project/tests/

4. Создайте файл temp.txt в ~/project/, а затем удалите его. Попробуйте удалить несуществующий файл — что выводит система?

Задание 2.3. Подсчёт строк и слов

1. Скачайте тестовый лог-файл (или создайте самостоятельно):

   for i in $(seq 1 1000); do
     echo "$(date +%Y-%m-%d) $(shuf -n1 -e INFO WARN ERROR) request from 192.168.1.$((RANDOM % 255)) status=$(shuf -n1 -e 200 301 404 500)" >> ~/project/logs/access.log
   done

2. Подсчитайте количество строк, слов и байт:

   wc ~/project/logs/access.log
   wc -l ~/project/logs/access.log

---

Часть 3. Перенаправление потоков и конвейеры

Задание 3.1. Потоки ввода-вывода

1. Перенаправьте стандартный вывод в файл:

   ls -la /etc > ~/project/data/raw/etc_listing.txt

2. Перенаправьте стандартный вывод ошибок:

   ls /nonexistent 2> ~/project/logs/errors.log
   cat ~/project/logs/errors.log

3. Перенаправьте оба потока:

   ls /etc /nonexistent > ~/project/data/raw/output.txt 2>&1

4. Используйте tee для вывода и в файл, и на экран:

   ls /etc | tee ~/project/data/raw/etc_list.txt

Задание 3.2. Конвейеры (pipes)

Используя файл access.log, созданный ранее, выполните следующие задания:

1. Найдите все строки с ошибками:

   grep "ERROR" ~/project/logs/access.log

2. Подсчитайте количество ошибок:

   grep -c "ERROR" ~/project/logs/access.log

3. Извлеките только IP-адреса из лога:

   grep -oP '192\.168\.1\.\d+' ~/project/logs/access.log

4. Найдите топ-5 самых частых IP-адресов:

   grep -oP '192\.168\.1\.\d+' ~/project/logs/access.log | sort | uniq -c | sort -rn | head -5

5. Подсчитайте количество запросов с каждым статусом:

   grep -oP 'status=\d+' ~/project/logs/access.log | sort | uniq -c | sort -rn

---

Часть 4. Поиск файлов и содержимого

Задание 4.1. Команда find

1. Найдите все файлы .py в каталоге ~/project/:

   find ~/project -name "*.py"

2. Найдите все пустые файлы:

   find ~/project -empty

3. Найдите все каталоги:

   find ~/project -type d

4. Найдите файлы, изменённые за последний час:

   find ~/project -mmin -60

Задание 4.2. Команда grep

1. Найдите строки, содержащие слово “print” во всех .py-файлах:

   grep -rn "print" ~/project/src/

2. Найдите строки, НЕ содержащие “INFO” в логе:

   grep -v "INFO" ~/project/logs/access.log | head -10

3. Найдите строки, соответствующие регулярному выражению (статус 4xx или 5xx):

   grep -P 'status=(4|5)\d\d' ~/project/logs/access.log | head -10

---

Часть 5. Архивация

Задание 5.1. Работа с tar и gzip

1. Создайте архив каталога ~/project/src:

   tar -cvf ~/project/data/src_backup.tar ~/project/src/

2. Сожмите архив:

   gzip ~/project/data/src_backup.tar
   ls -lh ~/project/data/src_backup.tar.gz

3. Создайте сжатый архив одной командой:

   tar -czvf ~/project/data/project_backup.tar.gz ~/project/src/ ~/project/tests/

4. Просмотрите содержимое архива без распаковки:

   tar -tzvf ~/project/data/project_backup.tar.gz

5. Распакуйте архив в новый каталог:

   mkdir ~/project/data/restored
   tar -xzvf ~/project/data/project_backup.tar.gz -C ~/project/data/restored/

---

Мини-проект: анализ лог-файла

Используя файл ~/project/logs/access.log, напишите последовательность команд (или скрипт), которая:

1. Выводит общее количество записей в логе.
2. Выводит количество записей каждого уровня (INFO, WARN, ERROR).
3. Извлекает и выводит топ-10 IP-адресов по частоте обращений.
4. Подсчитывает количество запросов с кодами 4xx и 5xx.
5. Сохраняет все строки с ошибками (ERROR) в отдельный файл ~/project/logs/errors_only.log.
6. Выводит итоговый отчёт в формате:

=== Отчёт по лог-файлу ===
Всего записей: 1000
INFO:  650
WARN:  200
ERROR: 150

Топ-10 IP-адресов:
     15 192.168.1.42
     14 192.168.1.78
     ...

Ответы с ошибками (4xx/5xx): 320
Ошибки сохранены в errors_only.log

---

Контрольные вопросы

1. Чем отличается абсолютный путь от относительного? Приведите примеры.
2. Что делает команда ls -la? Объясните значение каждого столбца в выводе.
3. Чем отличаются операторы > и >>?
4. Что такое конвейер (pipe)? Как символ | связывает команды?
5. Чем find отличается от grep?
6. Что произойдёт, если выполнить rm -rf /? Почему это опасно?
7. Зачем нужен tee? Приведите практический пример.
8. Что делает команда sort | uniq -c | sort -rn? Объясните каждый этап.