Linuxの基礎編: 歴史から基本操作まで｜ブログ

はじめに Linuxは、現代のコンピュータシステムにおいて最も重要なOSの一つです。この記事では、Linuxの歴史やシェルの仕組み、基本的な操作方法について解説します。 環境 Ubuntu 24.04 Vim WindowsのWSL2の環境構築についてはこちらを参考にしてください。 WindowsでDocker環境構築 /blog/windows%e3%81%a7docker%e7%92%b0%e5%a2%83%e6%a7%8b%e7%af%89/ Linuxの歴史 Linuxは1991年、フィンランドの大学生Linus Torvaldsによって作成されました。彼は、UNIXに似たOSを独自に作成し、それをインターネットで公開したのが始まりです。 Linuxの特長 オープンソースで誰でも自由に無償で利用できる 品質の高い多くのソフトウェアが利用できる 世界中でサーバ用途として広く利用されているため信頼性が高い 操作を自動化するための仕組みが用意されており、サーバの運用が行いやすい Linuxの欠点 商用アプリケーションがあまり存在しない(Microsoft Officeが動作しない) 画像・音楽・動画などのマルチメディア系ファイルを編集する処理も不向き 日本語対応がされていない部分が多い Linuxの進化の流れ 1960年代: UNIXの開発が始まる Linuxの前身となるUNIXは、1960年代に米国AT&Tのベル研究所で開発されました。その歴史を紐解きましょう。 UNIXは、Ken Thompson氏が使われていないコンピュータを発見し、独自に小さなプログラムを実装したことから始まります。 このプログラムは当初MULTICSという先行研究プロジェクトから派生していました。 MULTICSは多機能を追求しすぎたため開発が中止されましたが、Thompson氏はその経験を活かし、シンプルで効果的なOSであるUNIXを完成させました。 UNIXは多くの団体や企業により改良され、多くのバージョンが作られました。そのため、UNIXのまとまりが失われることになり、AT&Tがライセンス契約を開始しました。 この公式なUNIXはSystem Vと呼ばれ、以後、ライセンス契約を結んだ組織のみが「UNIX」を名乗れるようになりました。 一方で、ライセンス契約を結んでいない組織も独自のUNIX互換OSを開発し、これが後にUNIX互換OSと呼ばれるようになりました。 1991年: Linus Torvalds(リーナス・トーバルズ)がLinuxを開発 1991年、フィンランドの大学生Linus Torvalds氏が「UNIXに似たOSを作っている」という投稿をネットに公開しました。 このOSが後にLinuxと呼ばれ、自由に利用できるオープンソースソフトウェアとして広まりました。 Linuxの特徴は、GNUプロジェクトの GPL (General Public License) を採用している点です。 GPLは、プログラムの利用や再配布を自由に行うことができるライセンスであり、これによりLinuxは世界中の多くの人々に利用されるようになりました。 ディストリビューションとは Linuxとは、Linuxカーネルのみを指す狭義の言葉。要するに、OSの中核となる部分で、コンピュータのハードウェア制御を行うソフトウェアのみを指すため、実際にユーザが使うツールやアプリケーションは含まれません。 それだけでは不便なので、カーネルに加えて基本的なコマンド群やアプリケーションなどを含めてユーザがそのまま利用できるようにパッケージングしたものが提供されています。 これを広義に Linux(Linuxディストリビューション) と呼びます。 カーネルとは Linuxの中枢部をなすソフト。Linus Torvalds氏が率いるコミュニティが一元的に管理・開発しています。 366667059-1ff881fe-edb0-4d8a-bcc3-5340aa558875.png Linuxカーネルは直接人間が操作できるようにはなっていないため、ユーザーとカーネルの間に、「コマンドを実行する」「入出力を指定する」などのユーザインターフェースを持つソフトウェアが必要になる。 シェル シェルは、ユーザーとカーネル（Linuxの中核）との間をつなぐインターフェースです。コマンドを入力すると、そのコマンドがシェルを通じてカーネルに伝えられ、処理されます。 366668436-6183e377-ef0e-4261-8e40-849a5f1d226a.png カーネルとシェルを分離するメリット Linuxカーネルには手を入れずに、シェルだけを自分好みのものに変更できる Linux以外のOSを利用する際も、シェルが移植されていれば操作を同様に行うことができる シェルがエラーや高負荷状態になってクラッシュしたとしても、OS本体であるLinuxカーネルへの影響を最小限に抑えることができる (シェル) シェル = 「殻」 という意味を持っていることが由来 ※ Linuxには「1つのプログラムには、1つのことをうまくやらせる」という考え方があります。 シェルの種類 | シェル | 特徴 | | --- | --- | | sh | UNIX標準シェル、シンプルで信頼性が高い | | bash | shの拡張版、Linuxで最も一般的なシェル | | zsh | 高機能でカスタマイズ可能なシェル、近年人気が高い | シェルコマンドの実行例 dateコマンド: 現在の日付を表示 date 自分の使用しているログインシェルの確認方法 echo $SHELL bin というディレクトリにある bash がログインシェルである。Linuxは明示的に指定しない限り bash が利用されます。 シェルの種類 sh 最も古くから存在するシェルでBornシェルと呼ばれています。標準シェルとしての地位を確立しているため、シェルスクリプトを書く際にはshを利用するのが現在でも一般的です。 現在ではログインシェルで使われることはほとんどありません。 csh: 古くからあるシェルの一つで、Cシェル と呼ばれています。shに比べ、対話型操作が便利になる機能を実装したことで人気がありました。 シェルの文法がshと大きく異なり、特にシェルスクリプトを書く上では欠陥があるため適していないです。 bash: shを基本として、機能を拡張したシェルで、shと後方互換性を持つため、単純にshを置き換える用途でも利用できます。 対話型操作を行う上で十分な機能を持ち、多くのLinux環境でデフォルトのログインシェルとして使われています。 tcsh: cshの後継として開発されたCシェル系のシェルで、対話型操作で便利な機能を多く持っています。 シェルスクリプトを書くのに向いていません。 zsh: 比較的新しいシェルで、bashやtcshをはじめとした他のシェルの機能を積極的に取り込み、さらに独自の拡張を加えたシェルです。 マニュアルだけでも17セクションあり、機能面では他のシェルを圧倒しています。 ターミナルとは | OS | ターミナルエミュレータ | | --- | --- | | Windows | PuTTY, Tera Term | | Mac OS X | ターミナル, iterm2 | | Linux | GNOME端末(GNOME Terminal), Konsole | コマンド一覧 コマンドラインの編集 | 内容 | コマンド | | --- | --- | | カーソルを1文字分後退 | Ctrl + b | | カーソルを1文字分前進 | Ctrl + f | | 行頭に直接カーソルを移動 | Ctrl + a | | 行末に直接カーソルを移動 | Ctrl + e | | 後方に単語1つぶん移動 | Alt + e | | 前方に単語1つぶん移動 | Alt + f | | カーソル位置の後方に1文字削除する | Ctrl + h | | カーソル位置の1文字を削除する | Ctrl + d | | 後方にスペース区切りで1単語分削除する | Ctrl + w | | カーソル位置から行末までを削除する | Ctrl + k | | カーソル位置から行頭までを削除する | Ctrl + u | | 最後に削除した内容を挿入する | Ctrl + y | 画面 | 内容 | コマンド | | --- | --- | | 画面表示をロックする | Ctrl + s | | 画面表示ロックの解除 | Ctrl + q | | 画面を消去する | Ctrl + l | コマンド履歴 | 内容 | コマンド | | --- | --- | | 履歴を遡ってインクリメンタル検索する | Ctrl + r | ファイルとディレクトリ Linuxで扱う情報は「ファイル」として扱われる。 文章・画像・プログラムなど全てファイルとして保存される。(Windows・Mac共通) システム全体も1つ1つのファイルとして構成されている。(ハードディスク・キーボード・プリンタ・Linuxカーネル) Linuxのディレクトリ構造 / # ルートディレクトリ ├── bin/ # 基本的なコマンドが入っているディレクトリ (ls, cp, mv など) ├── boot/ # システムの起動に必要なファイルが入っているディレクトリ ├── dev/ # デバイスファイル が存在するディレクトリ ├── etc/ # 設定ファイルが格納されているディレクトリ ├── home/ # 各ユーザーのホームディレクトリ │ ├── user1/ # ユーザー1のホームディレクトリ │ └── user2/ # ユーザー2のホームディレクトリ ├── lib/ # システムライブラリが入っているディレクトリ ├── media/ # CDやUSBメモリなどの外部メディアのマウントポイント ├── mnt/ # 一時的にマウントするためのディレクトリ ├── opt/ # サードパーティ製アプリケーションがインストールされるディレクトリ ├── proc/ # プロセスやカーネルに関する仮想ファイルシステム ├── root/ # rootユーザー専用のホームディレクトリ ├── sbin/ # /binと似ており、これも実行ファイルを置くためのディレクトリ ├── srv/ # サーバー関連のデータが格納されるディレクトリ ├── tmp/ # 一時ファイルが置かれるディレクトリ。 ├── usr/ # 各種アプリとそれに付随するファイルを置くためのディレクトリ。 │ ├── bin/ # ユーザー用のコマンドが格納されているディレクトリ │ ├── lib/ # ユーザー用のライブラリが格納されているディレクトリ │ └── share/ # ドキュメントやその他の共有可能なデータ └── var/ # 可変データが格納されるディレクトリ (ログ、キャッシュ、メールなど) 絶対パスと相対パス / ├── home │ └── user │ ├── documents │ │ └── report.txt │ └── projects │ └── code.py ├── etc │ └── apache2 │ └── apache2.conf └── var └── log └── syslog 絶対パス 絶対パスは、ルートディレクトリ（/）から始まり、目的のファイルやディレクトリまでの完全な経路を示します。 例 /home/user/documents/report.txt /home/user/projects/code.py /etc/apache2/apache2.conf /var/log/syslog 相対パス 相対パスは、現在のディレクトリ（カレントディレクトリ）を基準として、目的のファイルやディレクトリへの経路を示します。 例：現在のディレクトリが /home/user の場合： documents/report.txt projects/code.py ../etc/apache2/apache2.conf ../../var/log/syslog 注： . は現在のディレクトリを表す .. は親ディレクトリを表す ディレクトリの移動 | コマンド | 機能 | | --- | --- | | pwd | カレントディレクトリを表示 | | cd | カレントディレクトリを変更 | | ls | ディレクトリ内のファイルを表示 | ※ cd のみ or cd (チルダ展開) を入力するとホームディレクトリに戻る lsコマンド 「ls」はファイルを一覧表示する他、ファイルの詳細情報を表示する際にも使えるコマンドです。 ls: カレントディレクトリのファイルとディレクトリを表示 ls /: ディレクトリを引数にしてlsコマンドを実行(/はルートディレクトリを表示) ls /bin/cp また ls / /usr: 引数としてファイルを指定(複数可能) ls ba -> ba から始まるファイルとディレクトリを表示 ls /usr/bin/ba?? -> ?? の数と同じ文字数のファイルとディレクトリを表示 ls -l: ファイル属性などの詳細情報を同時に表示 ls -a: 隠しファイル含め表示 ls -F: ファイル名の後ろにファイルの種類を表す記号を追加して表示 ls --quote-name: ファイル名をダブルクォートで囲んで表示 mkdirコマンド 「mkdir ディレクトリ名」でディレクトリを作成、「rmdir ディレクトリ名」で空のディレクトリを削除できます。 mkdir: ディレクトリの作成 mkdir -p: 深いディレクトリを一気に作成 touchコマンド 空のファイルを新規作成したり、ファイルのタイムスタンプを更新したりするためのコマンドです。 touch file名: ファイルの作成(間違って既存のファイル名を指定しても、内容が上書きされることはない) rmとrmdirコマンド 「rm」は、ファイルやディレクトリを削除するコマンドです。「rm ファイル」でファイルを、「rm -r ディレクトリ」でディレクトリを中にあるファイルごと削除します。 rm: ファイルの削除 rm .html: 複数の.htmlファイルをまとめて削除 rm -r: 再帰的にディレクトリツリーを削除(削除対象ディレクトリの中のファイルやディレクトリもまとめて削除される) rm -i: 削除前に確認が入る rmdir : 中にファイルがあるディレクトリを削除しようとするとエラーになる cat [オプション] : ファイルの内容を表示 cat -n /etc/crontab: -nオプション -> 行番号を表示 less [オプション] : スクロール表示 lessコマンドのスクロール操作 | コマンド | 内容 | | --- | --- | | スペースキー, f, Ctrl + v | 1画面下にスクロールする | | b, Meta + v | 1画面上にスクロールする | | j, Ctrl + n, Enterキー | 1行下にスクロールする | | k, Ctrl + p | 1行上にスクロールする | | q | lessコマンドを終了 | lessコマンドの検索操作 | コマンド | 内容 | | --- | --- | | /\ | 下方向に向かって検索 | | ?\ | 上方向に向かって検索 | | n | 次の検索結果に移動する | | N | 前の検索結果に移動する | cpコマンド ファイルやディレクトリをコピーする時に使うLinuxコマンドです。 “cp”は”copy”の略です。 cp [オプション] ... : ファイルをコピーする touch file1 && mkdir dir1 -> cp file1 dir1: コピー先にディレクトリを指定した場合、コピー元のファイルをそのディレクトリ内に同一ファイル名でコピーする touch file3 && mkdir dir2 && cp file1 file2 file3 dir2: 3つのファイルをdir2へコピー cp -r: ディレクトリをコピーする時に使用。再帰的にコピー ※ コピー先にファイルが既に存在していた場合上書きされる(確認時に i コマンドを入れると確認されます) mvコマンド 「mv」は、ファイルやディレクトリを移動したり、リネームしたりするコマンドです。「mv ファイル 移動先ディレクトリ」とすると、ファイルが指定したディレクトリに移動されます。異動先にファイル名を指定した場合は、「ファイルからファイルへの移動＝リネーム」となります。この場合、既存のファイルを指定すると「上書き」となります。 mv [オプション] ... : ファイルの移動 lnコマンド Linuxのファイルシステムでは、ファイルに別名をつけることができる。この機能のことをリンクと呼ぶ。(リンクを張ると表現します) ln -s: シンボリックリンクを作成 ls -l: シンボリックリンクを確認 findコマンド ディレクトリー・ツリーの中で、指定されたそれぞれの Path パラメーターを再帰的に検索し、ブール式と一致するファイルを探します。 find 引数で指定した\ を起点として、\ を満たすファイルを探し、\ を実行。(検索条件に何も指定しない場合は全てのファイルとディレクトリが対象になる) findコマンドで利用可能な検索条件 -name -iname: ファイル名を指定(-inameは大文字小文字は区別しない) ファイル名の指定にはワイルドカードとしてと?が利用できる。(’’や""で囲まないとパス名展開が行われるため) 例: find . -name '.txt' -print -type: 検索条件を絞り込む -type f: 通常ファイル -type d: ディレクトリ -type l: シンボリックリンク -a: 複数の検索条件指定 例: find . -type f -a -name '.txt' -print –helpオプション コマンド自身のヘルプメッセージを表示 使用法: cat [オプション]... [ファイル]... ファイル (複数可) の内容を結合して標準出力に出力します。 ファイルの指定がない場合や FILE が - の場合, 標準入力から読み込みを行います。 manコマンド 指定したコマンドのオンラインマニュアルを表示するコマンド man : lessコマンドを使ってマニュアルが表示される man -k : キーワードからコマンドを探す 日本語ドキュメントと英語ドキュメント LANG=jaJP.UTF-8 cat --help: 日本語を明示的に指定してヘルプ表示 LANG=C cat --help: 英語を明示的に指定 まとめ この記事では、Linuxの基本的な使い方について、歴史から始まり、シェルの仕組みやコマンド操作を解説しました。 Linuxはオープンソースで自由度が高く、柔軟なシステム管理やカスタマイズが可能です。シェルを使いこなすことで、作業効率が格段に上がり、効率的にプログラミングや設定ファイルの編集ができます。 Linuxはシンプルな設計と高度な機能を両立しており、これをしっかり理解することで、サーバー管理や開発作業がさらに効率的になるでしょう。 今回紹介した基本的なコマンドや操作は、Linuxを初めて学ぶ方にとって重要な第一歩です。これを基礎として、さらなるLinuxの深い学びに進んでいってください。