一、学习内容：

1. 什么是linux，什么是服务器？
2. 为什么学生信要用linux？
3. 怎样召唤linux--阿里云服务器
4. 怎样登录服务器--putty和terminal
5. linux有哪些最基本的操作？

1.linux是什么？

linux是个操作系统（OS）。

• 应用场景
• 权限控制
• 命令行模式
• 目录结构

2. 为什么学生信的要用linux？

这是因为生物软件基于linux，系统开源免费，不需要图形界面，有效节约资源。命令行模式可以批量、高效地处理文件，满足数据分析的要求。当你需要跑几十、几百G数据的时候，用windows，电脑立刻就挂了。

3. 怎样召唤linux?

3.1. Windows10上的linux

（1）设置-更新和安全-针对开发人员-启用开发人员模式
（2）控制面板-控制面板-程序-启用或关闭windows功能-适用于Linux的windows子系统
（3）重启
（4）下载ubuntu。microsoft store里有
（5）启动ubuntu 和用户设置
正在安装-安装成功，设置用户名和密码，相当于注册，这里输入密码是没有任何提示的，一次性打完。
（6）更新
输入　sudo apt update
完成后输入 sudo apt upgrade
sudo 代表管理员，apt相当于install（安装），下载和安装了更新，就可以投入使用啦。

3.2. Windows7 上的linux

如果电脑配置不是很好的话，不推荐安装虚拟机，会很耗内存；一般的电脑配置（i3、i5CPU + 4G内存）推荐使用git bash ，有32位和64位选择https://git-scm.com/download/win
一路默认安装即可。

3.3. Mac上的linux

不需要安装任何东西，自带terminal，直接使用

3.4. 云服务器上的linux

注册阿里云免费服务器
https://free.aliyun.com/ntms/free/personal.html?handle=true
点免费领取=》登陆=》最下面支付宝图标（点击使用支付宝扫码登陆）=》实名认证=》返回领取
弹出的窗口是这样：需要选择操作系统（我们这里选择CentOS/7.4 64位系统）
【关于Linux系统，最常见的是CentOS和Ubuntu，二者大致相同】

点击控制台=》选三个杠=》选云服务器ECS

4.1. 如何使用putty远程登录服务器？

一开始注册的用户名是root，登陆密码就是你自定义的，但是输入密码是没有任何显示的（连星星符号都没有），你只管一次性打完，不要怀疑键盘坏了，输对了就能进去，输错了会给你三次重试的机会。
练习的时候使用云服务器的这个root用户是可以的，因为不管你出了什么差错，都可以重置恢复，但是实际运行项目肯定不能使用root用户，一般都是需要服务器管理员给你一个账号密码，让你远程登录。

4.2. 如何使用terminal远程登录服务器？

mac terminal使用 ssh 用户名@IP地址 进行登录

5. linux有哪些最基本的操作？

目录管理

1. pwd : print working directory，也就是打印当前路径，
   /root 就是当前路径【路径就是你的位置】
   

/boot：系统启动相关文件，如内核，initrd，以及grub（BootLoader）
/dev：设备文件 — 体现了LInux的“一切皆文件”思想
/etc ： 配置文件。大多数为纯文本文件
/home：用户的家目录
/root：管理员的家目录
/lib：公共库文件（不能单独执行, 只能被调用）
/lib/modeles：内核?？槲募?。
/media：挂载点目录，挂载移动设备（如U盘）
/mnt: 挂载额外的临时文件（如第二块硬盘）
/opt：可选目录（现在基本没用）
/proc：伪文件系统，内核映射文件，系统启动后才出现文件, 关机就空
/sys：伪文件系统，跟硬件设备相关的属性映射文件，关机就空
/tmp：临时文件，/var/tmp是另一个临时文件目录
【所有用户都可以操作，但只能删自己的，不能删别人的】
/var：可变化的文件
/bin：(binary) 可执行文件，用户命令
/sbin：管理命令
/bin、/sbin都是可执行程序，运行时依赖的库都放在/lib下，配置文件放在/etc
/usr：（universal shared readonly，只读文件）

/usr下也有/bin，/sbin，/lib，与系统提供基本功能相关；
根目录下的/bin，/sbin，/lib与系统启动相关，必需的；
/usr/local：/bin，/sbin，/lib，第三方软件存放路径，非必需

2. ls 显示列表，不管是文件夹还是文件，都能显示

ls -l使用ls的长格式，可以显示更多的信息，包括文件的权限、所有者、大小、最后更改日期等。
ls -a查看包含以.开头的隐藏文件
ls -lh显示文件大小

3. cd 接一个目录名，进入该目录

cd -或cd .. 返回刚才的目录
cd . "."表示当前目录
cd / "/"表示根目录
主目录（家目录）：直接cd 或者cd ~（波浪线）
练习：进入tmp目录，然后查看当前路径，然后返回主目录

4. mkdir :make directory-- 创建你的空目录

mkdir -p ~/MM/NN :建立主目录下的MM包含的子目录NN
mkdir -p mnt/test/{x/m,y} 在mnt/test/文件夹下创建x和y文件夹，x文件夹下创建m文件
mkdir biosoft ##存放生信软件
mkdir project ##存放生信项目
mkdir tmp ##存放一些杂七杂八
mkdir src ##存放源代码
mkdir del ##过会要用
‘#’后面是注释，就是解释代码的文字。是不参与运行的

文件管理

1. rm 删除操作

rm file删除文件直接
rmdir删除空文件夹
rm -r删除有内容的文件夹,逐级删除目录下的子目录
rm * 删除当前目录下所有文件
rm –f 强制删除文件，删除时，不提出任何警告讯息。
rm –i 删除文件前均会询问是否删除，y/n指示下一步。
rmdir dirname 删除空目录。
练习：删除刚才的del空目录

2. touch通过改时间戳来创建新的空文件，可连续创建。
3. vi 新建脚本或者文本文档（vi是linux中的文本编辑器）
   
4. stat 用于显示文件的属性/状态信息。能看到那三个时间戳 [访问、更改、改变]。
5. cp 复制文件
   使用：cp file1 file2
   多个文件到一个目录
   使用：cp {file1, 2,3} /dir/ --> 花括号展开机制

cp –i 覆盖相同名称文件前先询问用户
cp –R 递归拷贝，即拷贝时将所有目录一并拷贝
cp -p 保留源文件或目录的属性
cp -d 当复制链接文件时，把指向的文件一并复制。简而言之，保持链接
cp -a(= -dpR) 保留所有原始属性，比-p保留的更多，常用于备份目录或文件
练习：将刚才新建的文件复制一个，叫做new_file.txt

6. mv 将文件移入文件夹，或者重命名
   使用：mv file 路径
   练习：将新文件new_file.txt，重命名为home.txt ，移动到主目录下（路径是～）
   

文本查看【只用于文本！不要用来打开二进制文件】

1. cat 查看并直接将内容输出到屏幕

cat > file.txt
.....(输入内容）【按Ctrl+c 可结束输入】

cat –n file.txt 在显示内容前加上行号
cat -ns file1 > file2 将1文件拷贝到2中，并加上行号(-n)，遇到多行空格只显示一行(-s)

nl -n ln -b t file : file中的每行最前边显示行号(-n ln)，并且空格不加行号
(-b t), 如果想在空格处加上，用-b a

2. tac 反向显示cat
3. head 默认输出前10行
4. tail 默认输出后10行

tail -n 自定义输出几行
例如：head -n 3 hello_world.txt
【注意-n与head之间有空格，-n和3之间空格可有可无】
练习： 查看刚才自己的文件

tail -f 查看文件尾部，不退出，等待显示后续追加至此文件的新内容
【用途：监控web服务器中哪个用户正在访问哪个网页】

5. less 逐页显示文本

less -S 规则输出
less -N 显示行号

文本处理

1. cut 用来分割字段

cut -d (delimiter)指定分隔符, 默认tab?！静恍枰崭?，直接加分隔符即可】
cut -f 显示第几个字段
cut -f 1,3 显示第1和第3个
cut -f 1-3 显示第1-3个
例如 cut -d: -f1 /etc/passwd 就抽取了这个文件的第一列

2. sort 默认根据ASCII表中的顺序升序排序

sort -n 按照数值大小排序,而非字母
sort -r (reverse) 降序排序
sort -t 指定字段分隔符 【等同于cut -d】
sort -k 指定字段【等同于cut -f】
sort -u 不管是否相邻，只要重复，行就显示一次
sort -f 排序时忽略字符大小写

3. uniq
   【与sort不同。在它看来，只有相邻的重复行才算做重复行。所以常与sort连用】

uniq -c 每列旁边显示该行重复出现的次数
uniq -d 仅显示重复出现的行列 (一个代表)
uniq -D 显示所有的重复行列 (全部)

4. wc word count 文本统计
   结果依次显示为：行数、单词数、字节数

wc -l 只显示行数
wc -w 只显示单词数
wc -c 显示字节
wc -L 最长的一行包含了多少个字符

统计/bin目录下命令个数：ls /bin | wc -l

5. tr 字符转换或删除 translate or delete characters

例如: tr 'ab' 'AB' 引号中的叫做字符集
这样就把包含字符集a、b的文件对应替换为A、B
但是tr不能直接加文件，如果想对一个文件中字符进行替换
使用输入重定向<
tr 'ab' 'AB' < /etc/passwd
将所有小写都换成大写：tr 'a-z' 'A-Z'
tr -d 删除出现在字符集中的所有字符
如： tr -d 'ab'

6. sed 编辑工具

sed -s 替换
sed 's/A/B/' A替换成B
sed -a 行下添加
sed 'a X' 在每一行下面添加X
sed ‘1,2a A\nB\nC’ 在1-2行的下边分别添加3行，3行内容分别是A、B、C，\n是换行
sed -i 行上添加
sed 'i X' 在每一行上面添加X
sed -c 行替换
sed ‘c A’ 所有的行内容都分别替换为A
sed ‘1,2c A’ 1-2行作为整体替换为A
sed ‘1,2c A\nA’ 1-2行分别替换为A
sed -d 行删除
sed -y 字符替换

sed 'y/a:/f@/' a.txt a替换为f，:替换为@
删除前7行没用的,并输出至txt文件中
sed '1,7d' *.gff3 > test.txt

7. grep 查找文件里符合条件的字符串
   主要有两种，一种基础模式就是grep，一种拓展模式叫做egrep。
   egrep的特点就是支持更多的元字符

正则表达式：
它的语法结构有两套系统组成，元字符（metacharacters） + 普通字符
元字符主要由以下字符组成：
^ $ . [] {} - ? + () | \

grep -n 输出包含匹配字符串的行数。
grep -c 显示有多少行被匹配到（count）
grep -i 忽略匹配字段和匹配内容的大小写
grep -o 只打印匹配到的内容
grep -A/B n 显示搜索内容后面n行/显示搜索内容的前面n行
grep -v 反转查找。即显示出没有 '搜寻字符串' 内容的那一行。
grep --color=always 始终高亮显示搜索字段
【~/.bashrc 内加上这行：alias grep='grep --color=auto 再以 source ~/.bashrc来立即生效即可,这样每次运行grep都会自动加上颜色显示?！?br> grep -E 将范本样式为延伸的普通表示法来使用。（即使用扩展正则表达式）

行首字节 ^
行尾字节 $
^[0-9] 以数字开始的行，[]内可列举字母
^[124ab] 以1,2,4,a,或b开头的行
grep \'^.\' myfile.txt 列出所有以句点开头的行
ls -l | grep '^a'
通过管道过滤ls -l输出的内容，只显示以a开头的行。
grep '[a-z]{5}' aa
显示所有包含每个字符串至少有5个连续小写字符的字符串的行。
grep \'w(es)t.*1\' aa
如果west被匹配，则es就被存储到内存中，并标记为1，然后搜索任意个字符（.*），这些字符后面紧跟着另外一个es（1），找到就显示该行。

8. awk 目前只会提取符合要求的列,默认分隔符是空格

awk {’print $1‘} test.txt 提取第一列

awk -F : '{print $2}' 以‘：’为分隔符 提取第二列

9. echo 打印到终端

echo -e "Hello world\nI love bioinformatics" > test.txt
-e 内容中有特殊字符就需要加（比如换行符\n）处理特殊字符
""中就是打印的内容
>字符输出到哪里（覆盖原文件）
>> (添加到原文件底部）

解压

tar结尾 tar -xvf
gz 结尾 gunzip
tar.gz结尾 tar -xzvf
bz2结尾 tar -jxvf
zip结尾 unzip
rar结尾 unrar e

• 附加

1. ls输出的是横向的列表，怎样输出长格式列表（提示：搜索ls）
   ls -l
2. 如何查看长格式列表中文件的大小？（提示：ls）
   ls -lh
   
3. 查看Linux系统版本、内存与硬盘空间？（提示：分别是三个命令）
   lsb_release -a
   free -m
   df -lm
   
4. 怎样建立类似/tmp/tmp1/tmp1.1 这样的层级目录（提示：搜索mkdir）
   mkdir -p tmp/tmp1/tmp1.1
   
5. 怎样删除这些层级目录（提示：搜索rm）
   rm -r tmp*
   
   切记
   rm -rf tmp* 不要使用
   

实用小技能

tree

下载安装：

http://mama.indstate.edu/users/ice/tree/src/tree-1.7.0.tgz
tar -zxvf tree-1.7.0.tgz
cd tree-1.7.0.tgz && make install

记得将安装完的程序导入自己的环境变量
那么如何设置自己的环境变量呢，简单说一下：

mkdir -p /place you like/soft (这里命名和存放位置自定义)
echo export PATH=/your install environment path/bin:$PATH >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

设置好后，将软件copy到环境变量

cp tree /your environment PATH/

使用就很简单啦：tree -h dir
(-h 意思是-human-readable，很方便地将文件大小表示出来)

常用Linux查看配置tip

• df : disk free 显示磁盘空余
• du: disk usage 是对文件和目录磁盘使用的空间的查看

du -ch file1 file2 显示几个文件大小并count总和
du -h | sort -nr | head -10 列出前10个占空间最大的文件，降序排列
cat /proc/cpuinfo | grep process | wc -l 查看cpu个数，方便以后跑程序设置线程数
uname -a 查看linux 内核/操作系统/CPU信息

grep练习

1. 搜索特定信息

搜索基因组注释文件.gff中特定基因信息
grep "AT1G01680" *.gff | head -n5

2. 排除特定信息

搜索AT1G01680这个基因，但排除其中feature项的protein
grep "AT1G01680" *.gff | grep -v "protein" | head -n5

3. 查找特定序列并计算出现了几次

grep -c "CAAATTGAATTAAG" *.fas
或者： grep "CAAATTGAATTAAG" *.fas | wc -l
如果单纯输出 就用grep -o

4. 精准匹配某个基因

搭配正则表达式。要匹配开头为AT1G250，结尾为3的基因名
grep "AT1G250.*3$" *.gff

5. 非空行计数
   grep -c "[^ \\n\\t]"

grep并非完美

查找TAIR10_chr_all.fas 中95-100之内的‘CCACT’碱基

• 先查看一下
  tail -n100 TAIR10_chr_all.fas | head -n5
• 用肉眼就能看到'CCACT'，但是如果用grep搜索 是没有结果的
  tail -n100 TAIR10_chr_all.fas | head -n5 | egrep 'CCACT'
• 用grep还是能实现，就是不那么优雅：
  tail -n100 TAIR10_chr_all.fas | head -n5 | tr -d '\n' | egrep 'CCACT'
  【tr -d（delete） 是删除特定字段】
  更快捷的办法
  可以使用emboss套件下的dreg, 它是针对核酸；如果是氨基酸序列和翻译后的蛋白序列，使用preg
  tail -n 1000 chr22.fa | head -n 5 | dreg -filter -pattern 'TAATA'