緯育 2026-0320

Linux 基礎指令

本次講座主要介紹 Linux/Unix 系統中的核心概念與基礎指令。講師首先詳細解釋了控制檯 (Console) 和終端機 (Terminal) 的定義、差異及實際應用。控制檯是本地端直接操作的設備，而終端機則用於遠端連線。講座中也介紹了 Linux 的共通目錄架構，特別是 /dev 目錄，並強調「在 Unix/Linux 中，萬物皆為檔案」(Everything is a file) 的重要哲學。

接著，講師透過實際操作示範了多項基礎指令，包括虛擬控制檯 (TTY) 的切換、使用者登入登出、系統關機與重啟。並詳細解說了 Linux 指令的基本架構，包含指令本身、選項（長短選項的區別與用法）和參數。此外，也示範了 echo、date、cal 等常用指令，並說明如何自訂格式化輸出。

講座的另一大重點是查詢指令用法的三種主要方式：使用 --help 參數（可結合 | less 分頁檢視）、查閱 man 手冊（並介紹其章節編號的重要性，如 man 1 passwd 與 man 5 passwd 的區別），以及使用 info 指令。

Linux 基礎概念與課程介紹

• 課程內容概述
  • 介紹 Linux 系統的基本操作，包括開關機與重啟。
  • 講解 Linux 的目錄架構，說明各個通用目錄的用途。
  • 大量介紹指令的架構、用法以及如何在本機查詢指令說明。
  • 介紹檔案與目錄的操作指令。
• Linux 目錄架構共通性
  • 不同的 Linux 發行版（如 Ubuntu, CentOS）或類 Unix 系統（如 macOS）都擁有共通的核心目錄結構。基礎架構大致一致，各發行版可能會有其特有的額外目錄。

控制檯 (Console)、終端機 (Terminal) 與 TTY/PTS

• 控制檯 (Console) vs. 終端機 (Terminal)
  • 共通點: 兩者都是使用者與系統溝通的介面，用於執行指令、變更設定或顯示資訊。
  • 控制檯 (Console): 指使用者直接在電腦主機的螢幕前進行的「本地端」操作。Linux 系統只有一個真實 Console，其餘為軟體模擬的虛擬控制檯 (Virtual Console, TTY)。
  • 終端機 (Terminal): 指透過網路或纜線進行的「遠端連線」。在 Unix/Linux 中，也稱為偽終端機 (Pseudo Terminal, PTY 或 PTS)。
• Linux 虛擬控制檯 (TTY)
  • 概念: Linux 透過軟體模擬出多個虛擬控制檯 (TTY)，預設啟用 6 到 7 個。每個 TTY 都是獨立的登入介面，可在單一螢幕上實現多工操作。
  • 切換方式:
  • 使用快速鍵 Alt + F1 ~ F6 在不同 TTY 間切換。在圖形介面 (GUI) 下則需使用 Ctrl + Alt + F1 ~ F6。
  • 使用指令 chvt [編號] 切換，例如 chvt 4 切換至 TTY4。
  • 設備檔案: 虛擬控制檯對應的設備檔案位於 /dev 目錄下，如 /dev/tty1, /dev/tty2 等。可以使用 tty 指令查看當前所在的終端機。
• 遠端連線與偽終端機 (PTS)
  • 連線原理: 透過 SSH 等方式遠端連線時，系統會建立一個偽終端機，並在 /dev/pts/ 目錄下生成一個對應的設備檔案，如 /dev/pts/0。
  • 生命週期: PTS 檔案在使用者成功登入後建立，登出後即被移除。
  • 桌面環境的終端機: 在圖形介面中開啟的「終端機」應用程式，本質上也是一個偽終端機 (PTS)。
• Everything is a file 哲學
  • Unix/Linux 的核心哲學是「萬物皆為檔案」。硬體設備、控制檯、終端機都以檔案形式存在於 /dev 目錄。
  • 使用者在 TTY 或 PTS 輸入的文字，實際上是與對應的設備檔案進行 I/O 溝通。可利用此特性進行跨終端機訊息傳遞，例如 echo "hello" > /dev/tty4。

使用者登入、登出與系統開關機

• 使用者登入與登出
  • 登入 (Login): 輸入帳號密碼登入。系統會記錄所有登入嘗試，包括失敗記錄。
  • 登出 (Logout): 可使用 exit、logout 指令或 Ctrl + D 快捷鍵。
• 系統關機與重開機
  • 關機 (Shutdown):
  • 常用指令：poweroff, halt, shutdown -h now。
  • 定時關機：shutdown -h 10 (10分鐘後關機)。
  • 重開機 (Reboot):
  • 常用指令：reboot, shutdown -r now。
  • 定時重開機：shutdown -r 10 (10分鐘後重開機)。
  • 取消排程: 使用 shutdown -c 可以取消已預約的關機或重開機任務。

Linux 指令結構與查詢方法

• 指令基本結構
  • 組成：指令 [選項] [參數]，各部分以空白隔開。
  • 選項 (Option):
  • 長選項 (Long Option): 格式為 --單字 (如 --help)，語意清晰但無法合併。
  • 短選項 (Short Option): 格式為 -字母 (如 -h)，輸入快且可合併 (如 -al)，但較不直觀。
  • 參數 (Argument): 指令操作的對象，其意義由指令和選項決定。
• 指令用法查詢方法
  • 方法一：--help 參數:
  • 用法：[指令名稱] --help，提供快速簡潔的說明。
  • 搭配 | less: 當說明過長時，可使用 [指令] --help | less 進行分頁瀏覽。
  • 方法二：man 手冊 (manual pages):
  • 用法：man [指令名稱]，提供最詳細、結構化的官方文件。
  • 操作：可用 g/G 跳至頭尾，/ 進行搜尋，n/N 跳至下/上一個結果，q 退出。
  • 章節編號: man 手冊分為 8 個主要章節，用以區分不同類型的主題。例如 passwd 指令（章節1）和 /etc/passwd 檔案格式（章節5）。可使用 man [章節] [名稱] 查詢特定章節，如 man 5 passwd。
  • 方法三：info 指令:
  • 用法：info [指令名稱]，提供超連結式的節點文件，類似線上書籍。此為獨立套件，部分精簡系統可能需另外安裝。

基礎指令範例

• echo 指令: 將後方字串印出到標準輸出（螢幕），可透過重導向輸出至檔案或設備。
• date 指令: 顯示或設定系統時間日期。可使用 + 搭配格式化字元自訂輸出，例如 date +"%A, %B %d, %Y"。
• cal 指令: 顯示月曆。可接受年份、月份作為參數，如 cal 1 2020。在某些新版系統（如 Ubuntu 22.04）中可能需透過 apt install ncal 安裝。
• /etc/passwd 檔案: Linux 系統中儲存使用者帳號資訊的純文字檔案，可使用 less /etc/passwd 查看其內容。

指令與Shell基礎

• Linux/Unix與微軟指令的差異
  • 命名風格：微軟指令多為完整單字（COPY, MOVE, CLS），而Linux/Unix指令偏向縮寫（cp, mv, clear）。
  • clear指令可用快捷鍵Ctrl+L，但支援性取決於Shell。
• Shell（命令列介面）的概念
  • Shell是使用者與核心溝通的程式，常見的有Bash（Linux預設）、SH（舊版UNIX）、CSH（BSD）、Zsh（macOS新預設）。
• 重設螢幕指令 (reset)
  • 當終端機畫面顯示異常或亂碼時，使用reset或tset指令可重新初始化，避免因登出中斷背景任務。

目錄與路徑操作

• 查詢目前所在目錄 (pwd)
  • pwd（Print Working Directory）用於顯示當前的絕對路徑，在提示符未顯示完整路徑時特別有用。
• 列出目錄內容 (ls)
  • 相當於微軟的dir，用於列出檔案與目錄。
  • 常用參數:
  • -a: 顯示所有檔案，包括以 . 開頭的隱藏檔。
  • -l: 以長格式顯示詳細資訊（權限、擁有者、大小、時間等）。
  • -F: 顯示檔案類型（如目錄加/，執行檔加*）。
  • -s, -t, -r: 分別依大小、時間、反向排序。
• 切換目錄 (cd)
  • 此指令在Linux與微軟系統中通用。
  • 路徑概念：
  • 絕對路徑：從根目錄/開始的完整路徑（如cd /etc）。
  • 相對路徑：相對於目前目錄的路徑，不以/開頭（如cd .cache）。
  • 特殊符號：
  • .: 代表目前目錄。
  • ..: 代表上一層目錄。
  • ~: 代表目前使用者的家目錄（cd ~或單獨cd可快速返回家目錄）。
  • -: 代表上一個工作目錄，可在最近兩個目錄間快速切換（微軟無此功能）。

Linux 檔案系統層次結構標準 (FHS)

• FHS（Filesystem Hierarchy Standard）定義了Linux根目錄下各目錄的標準用途，確保軟體相容性。
• 根目錄 (/)
  • Linux檔案系統的頂層，相當於Windows的磁碟機代號。
• 重要子目錄詳解：
  • /bin (Binary)：存放所有使用者皆可執行的基本指令。
  • /boot：存放開機相關檔案，如開機選單設定（grub）和Linux核心（vmlinuz）。
  • /dev (Device)：存放設備檔案。硬體（如硬碟sda、隨身碟sdb）插入時，系統會在此生成對應檔案。
  • /etc (Et cetera)：存放所有系統和服務的設定檔，管理相對集中。
  • /home：存放一般使用者的家目錄，每個帳號對應一個子目錄。
  • /lib (Library)：存放系統運作所需的函式庫及核心模組（驅動程式）。
  • /lost+found：ext系列檔案系統特有，用於存放因意外斷電等原因遺失的檔案片段。
  • /media & /mnt (Mount)：用於掛載外部儲存設備（如隨身碟、光碟）的掛載點。/media常用於經常性掛載，/mnt常用於臨時性掛載。
  • /opt (Option)：用於存放非作業系統官方提供的第三方軟體。
  • /proc (Process)：一個虛擬檔案系統，存在於記憶體中，反映系統當前所有程序的即時資訊。以程序ID（PID）命名的數字目錄包含該程序的詳細資訊。PID為1的程序是系統啟動的第一個程序，管理所有使用者程序。
  • /root：超級使用者root的家目錄，與一般使用者分開存放以策安全。
  • /run：存放執行中服務的暫存檔，如.pid檔，記錄服務的程序ID。
  • /sbin (System Binary)：存放系統管理員使用的系統級指令，如格式化磁碟等。
  • /snap：Ubuntu特有的目錄，用於存放Snap套件，提供沙盒化的安全執行環境。
  • /srv (Service)：存放服務提供的資料，如網頁伺服器的網站檔案。
  • /sys：與/proc類似的虛擬檔案系統，反映核心偵測到的硬體設備資訊。udev服務會監控此目錄變化，並在/dev下自動建立設備檔案。
  • /tmp (Temporary)：系統的通用臨時資料夾。
  • /usr (User)：存放使用者安裝的非系統基本軟體及其相關檔案（指令、函式庫等）。現代Linux系統常將根目錄下的bin, sbin, lib等透過符號連結指向/usr內的對應目錄，以統一管理。
  • /var (Variable)：專門存放經常變動的檔案，如快取、資料庫、遊戲存檔等。
  • /var/log：存放所有系統和服務的日誌檔案（Log），是問題排查時最重要的目錄。

使用者與家目錄

• 家目錄（Home Directory）結構
  • Linux/Unix：root使用者的家目錄在/root；一般使用者在/home/<username>。
  • Windows：所有使用者（包括管理員）的設定檔都存放在C:\Users底下。
• 安全性考量：CentOS和Ubuntu預設不讓root直接登入，旨在提升系統安全性，與微軟作法相似。

檔案與目錄的建立

• 建立檔案 (touch)
  • 建立檔案指令為 touch，後接檔名，如 touch test1.file。
  • touch 的原始功能是更新既有檔案的時間戳（modification time）至目前時間。
  • 若指定檔名不存在，系統會自動建立空檔案，故常用於快速建檔。
  • 除了 touch 外尚有其他建檔方式，但本課程以 touch 為主。
• 建立目錄 (mkdir)
  • 建立目錄指令為 mkdir，後接目錄名稱，如 mkdir test1.dir。
  • 建立多層目錄：要一次建立巢狀目錄（如 test2.dir/test2-1.dir）需使用 -p 選項。
  • 若未加 -p 嘗試建立多層目錄，會因上層不存在而報錯。
  • 使用 mkdir -p test2.dir/test2-1.dir/test2-2.dir 可一次建立所有不存在的父目錄與子目錄。微軟系統似乎沒有此功能。

檔案與目錄的複製

• 複製檔案 (cp)
  • 指令語法：cp [來源檔案] [目標檔案或目錄]。
  • 範例：cp test1.file test1.file.copy 會將 test1.file 複製為 test1.file.copy。
  • 也可複製到指定目錄，如 cp test1.file ./some_dir/。
• 複製目錄 (cp -r)
  • 複製目錄需加 -r（或 -R）選項，代表遞迴（recursive）複製。
  • -r 會將目錄本身及其所有檔案與子目錄一併複製。
  • 忘記加 -r 複製目錄會導致指令失敗。
  • 範例：cp -r test1.dir test1.dir.copy 會將 test1.dir 與其內容複製為新目錄 test1.dir.copy。

檔案與目錄的移動與重新命名

• 移動與重新命名 (mv)
  • mv 可用於移動檔案/目錄，也可用於重新命名。
  • 移動：mv [來源] [目標目錄]。例：mv test1.file.copy test1.dir/ 將檔案移至 test1.dir。
  • 重新命名：mv [舊名稱] [新名稱]。例：mv test1.file test1.file.mv 將其更名為 test1.file.mv。
  • 在 Linux 中，重新命名的本質是將目標「移動」至同一路徑下的新名稱；微軟系統另有 rename 指令。
  • 課程示範在不同工作目錄（如 /etc, /var）下，透過完整路徑操作家目錄檔案。

檔案與目錄的刪除

• 刪除檔案 (rm)
  • 刪除檔案的指令為 rm（remove）。
  • 範例：rm test1.file.mv。
  • 刪除前詢問：-i 會在刪除每個檔案前提示確認。
  • 預設行為可能因作業系統或身分（User vs. Root）不同而異：如在 CentOS，Root 執行 rm 時可能預設啟用 -i；一般使用者則不會。Ubuntu 通常預設不詢問。
• 刪除目錄
  • rmdir 專門刪除「空目錄」。若目錄內仍有內容，rmdir 會失敗。
  • rm -d 也可刪除空目錄。
  • 刪除非空目錄：使用 rm -r 遞迴刪除目錄內所有內容後再刪除目錄本身。
  • 強制刪除：-f（force）會略過任何提示，強制執行（在權限允許下），即使檔案使用中。
  • rm -rf 是非常強大且危險的組合，會強制遞迴刪除指定路徑下的所有內容。
• 使用 -rf 的風險補充
  • 講師強調使用 rm -rf 必須極度小心路徑書寫。
  • 例：欲刪除 /tmp 內容卻誤打成 rm -rf / tmp，會從根目錄 / 開始刪除所有檔案，導致系統崩潰。
  • 即便現代系統對 rm -rf / 設有防堵機制，仍須保持高度謹慎。

搜尋工具全貌與速度/準確度取捨

• 僅以系統預設的四類方式為主：PATH 解析、which、whereis、locate；另補充 find 作為精準檔案搜尋的核心工具。
• 速度對比：locate 依資料庫搜尋，速度最快但可能不即時、不精準；find 現掃檔案系統，最準確最細緻但相對較慢。
• 精準度對比：find 可組合多條件（時間、大小、型態、深度、是否為空等）達到最高精準度；which/whereis 聚焦可執行檔與相關文件；PATH 反映實際執行版本。

PATH 與 which 指令

• PATH 概念：echo $PATH 檢視路徑；系統依 PATH 順序找指令，命中第一個即執行，影響使用到的指令版本。
• which：顯示指令所在路徑；可搭配 ls -l 驗證檔案屬性與大小。切勿刪除系統指令（如 rm，示例約 59K），若需限制行為以權限控制取代刪除。
• which -a：列出 PATH 中所有相符項，常見多個符號連結指向同一實體檔，有助於辨識多版本或別名。

whereis 指令

• 查詢內容：在特定系統目錄中同時找執行檔（binary）、手冊（man）、原始碼（source）。
• 選項：-b 只看 binary，-m 只看 man，-s 只看 source。
• 內建與外部差異：cd 為殼層內建通常無外部路徑；echo 同時有內建與外部版本；mv、rm 等為獨立可執行檔。

4. locate 系列：資料庫型超高速模糊搜尋

• 特性：以預建資料庫搜尋，速度極快、支援模糊關鍵字；準確度取決於資料庫新舊。
• 家族與發行版差異：mlocate、plocate、slocate、nlocate 等；不同發行版預設或套件名稱不同，近年偏好 plocate。部分版本（如 Ubuntu 20.04 之後）可能不預設安裝。
• 用法：locate cp 會列出含「cp」的大量結果；字越短越模糊、越多；字越特殊越精準。locate -c 可計數結果。
• 資料庫更新：updatedb 需定期或開機時更新；示範以 touch 建檔、updatedb 後 locate 才能找到；刪檔後未更新仍會顯示舊結果。
• 資料庫位置：通常在 /var/lib/locate（不同家族檔名不同）。不建議隨意刪除資料庫，系統排程或開機會重建。

find：精準條件搜尋

• 基本名稱搜尋：find 路徑 -name 'pattern' 於指定層級與路徑查特定字串或通配。
• 依時間搜尋：-atime（存取）、-ctime（inode 狀態變更/建立）可查最近分鐘或更細的條件；系統行為可能造成非手動的存取紀錄。
• 查空項目：-empty 可列出空檔案與空目錄；不建議隨意清除系統目錄中的空項目，以免破壞相容性。
• 依大小：-size +100K / -10K / 100K 等，常用於磁碟空間管理定位大檔。
• 限制深度與型態：-maxdepth 限制層級；-type d/l/b/s 等過濾不同型態；在 /var、/dev 等路徑分別可快速分類。

殼層補齊與萬用字元

• Tab 補齊：Bash、Zsh 支援；第一次嘗試補齊，第二次列出候選。指令與參數多有補齊，但依環境而異。
• 學習策略：初學者先練手打與目錄心智模型，待路徑與名稱清晰再以補齊提速；可刻意保留末兩字再按 Tab 以降低打錯風險。
• 星號（*）：匹配任意字元任意長度；適合模糊但結果多。
• 問號（?）：每個 ? 代表一字元；適合精準指定長度與字元位置的匹配。

大小寫敏感與跨平台注意

• Linux 大小寫敏感，ABC 與 abc 為不同檔；Windows 通常不敏感，同名不同大小寫視為同一檔。跨平台操作需特別留意，避免誤判或覆蓋。

課前準備與課程大綱

• 本節核心聚焦「檔案內容」處理，與上一節的檔案/目錄管理不同。
• 主要內容：
  • 查看與瀏覽：查看與瀏覽檔案內容，並擷取部分內容。
  • 切割與合併：將檔案切割與合併。
  • 排序與統計：對檔案資料進行排序與統計（如行數、字數）。
  • 打包與備份：類似微軟系統的壓縮/解壓，但在 Linux 中「打包」不必然包含「壓縮」。
  • 輸入輸出與轉向：介紹基本 I/O 與各式轉向。
  • 管線 (Pipe) 使用：深入管線細節與原理。
  • 連續與條件式指令：同一行撰寫多個指令，依條件執行，適合不會寫程式的初期階段。

檔案內容打包與備份觀念

• 打包 vs. 壓縮
• 微軟系統常將備份目錄直接壓縮為單一檔案。
• 在 Linux 伺服器環境，備份大型目錄（如 2TB、10TB）時常選擇「只打包不壓縮」。
• 原因：還原巨大壓縮檔需大量 CPU 與時間，影響效能；只打包雖體積較大，但解開速度快、負擔小。
• 許多打包指令亦內建壓縮選項，使用者可視需求決定是否壓縮。

檔案內容查看指令

• CAT (Concatenate)
• 基本用法：cat [檔名]，自檔案開頭至結尾輸出所有內容至螢幕。
• 常用選項 -n：cat -n [檔名]，於每行前加上行號。
• 範例：cat tongue_name.taste。
• TAC (CAT 的倒序)
• 基本用法：tac [檔名]，自最後一行開始反向輸出。
• 應用：適合查看日誌檔，因最新紀錄多在檔案末尾。
• 限制：不支援行號，但可透過管線搭配 nl。
• NL (Number Lines)
• 基本用法：nl [檔名]，功能與 cat -n 相同，為每行加行號。
• 精簡系統考量：部分精簡系統可能移除 nl，因與 cat -n 功能重疊。
• 常用選項 -s：nl -s [分隔符號] [檔名]，自訂行號與內容間的分隔符（預設空白）。

檔案內容分頁瀏覽工具

• MORE
• 基本用法：more [檔名]，分頁瀏覽大型檔案。
• 操作特性：
  • 可用上下左右鍵、Page Up/Page Down 翻頁。
  • 搜尋（/）會跳至相符位置，但不標色。
  • 到檔案末尾會自動結束並退出。
• LESS
• 基本用法：less [檔名]，功能更強大的分頁瀏覽工具。
• 操作特性：
  • 操作類似 more。
  • 搜尋時會對關鍵字標色，便於辨識。
  • 到檔案末尾不會自動退出，可回看先前內容。
• 講師偏好使用 less。

擷取部分檔案內容

• HEAD
• 功能：擷取檔案開頭內容。
• 預設：head [檔名] 取得前 10 行。
• 常用選項 -n：head -n [行數] [檔名]，擷取指定行數（如 head -n 3）。
• 其他選項：
  • -c [字元數]：擷取開頭指定字元數。
  • -n -[行數] 或 -c -[字元數]：顯示全部內容，但排除結尾指定行數或字元數（較少見）。
• TAIL
• 功能：擷取檔案結尾內容。
• 常用選項 -n：tail -n [行數] [檔名]，擷取指定結尾行數（如 tail -n 3）。
• 其他選項：
  • -c [字元數]：擷取結尾指定字元數。
  • -c +[字元數]：自第 N 個字元起顯示至檔案結尾（較少見）。

檔案內容排序與統計

• SORT (排序)
• 基本用法：sort [檔名]，對內容逐行排序（預設字母順序）。
• 常用選項：
  • -r：反向排序 (Reverse)。
  • -t [分隔符號]：指定欄位分隔符，如 -t " " 以空白為分隔。
  • -k [欄位編號]：依指定欄位排序。
  • -u：去除重複行 (Unique)，排序後僅保留一行。
• 應用：將 Excel 匯出的 CSV 交由 Linux 快速排序；自動化腳本中如排序網路流量找出最大值等。
• WC (Word Count)
• 功能：統計檔案內容。
• 基本用法：wc [檔名]，輸出三組數字：行數、字詞數、字元數。
• 常用選項：
  • -l：僅顯示行數 (Lines)。
  • -w：僅顯示字詞數 (Words)。
  • -m 或 -c：僅顯示字元數 (Characters)，對純文字通常相同。
  • -L：顯示最長一行長度。
• 組合應用：以管線將 sort -u 結果傳給 wc -l，統計去重後剩餘行數。

檔案打包與壓縮（tar、gzip/bzip2）

• tar 的基本概念與使用
  • 在傳送多檔案（例如城市、小專案）情境下，將多個檔案或目錄「打包」成單一檔案以便傳輸；打包不等於壓縮，壓縮需額外指定。
  • 常見於 GitHub 下載尾字：.zip、.tar；Linux 世界更常見 .tar 及其壓縮變體（如 .tar.gz/.tar.bz2）。
  • 伺服器提供下載時，常同時提供未壓縮與壓縮版本。大型伺服器偏好未壓縮包，因為解包不需解壓縮，耗時較少。
• tar 常用選項與語法示例
  • -c：建立打包檔（create），建立檔案時必選。
  • -v：顯示打包或解包過程的檔案清單；不需要過程時可省略。
  • -f：指定輸入/輸出檔名；在短選項合併時，-f 的參數必緊跟在最後一個選項之後。
  • 來源可為多個目錄/檔案；示例將 etc 目錄打包為 etc.tar，示範檔案大小約 34MB（未壓縮）。
  • Linux 副檔名主要「給人看」以理解內容類型；系統不仰賴副檔名決定開啟程式，與 Windows 不同。
• 壓縮選項與副檔名慣例
  • -z：使用 gzip（講者口誤稱「GNULIP/gnu zip」）；-j：使用 bzip2。兩者皆常見，使用者多偏向 gzip。
  • 建議在檔名上表明雙重性質，如 etc.tar.gz（講者示例亦提到等同概念等如 etc.tar.gzip/gnip），利於人類辨識；指令多能自動識別壓縮格式，即使副檔名未標示。
  • 範例：tar -czvf userData.tar.gz [來源A] [來源B]；示範短選項可合併（如 -czvF）或拆開，但須遵守順序規則。
• 權限與錯誤訊息
  • 以一般使用者打包系統目錄時，部分目錄可能因權限不足出現「Permission Denied」；這不是 -v 的正常輸出，而是錯誤訊息。以 root 帳戶示範時不會有此限制。
• 檢視打包內容（不解壓）
  • 使用 tar -t（列出內容）配合 -f 指定檔案，顯示包內目錄/檔案結構；帶斜線的項目表示目錄。
  • 短選項合併的順序規則：可為 -tf file.tar，但不可為 -ft file.tar；-f 是唯一帶參數的選項，參數需黏在最後一個選項後方。
• 解包與解壓縮
  • 使用 -x：解包（可自動辨別是否壓縮）；可加 -v 顯示過程，-f 指定檔案。
  • 預設解至當前工作目錄；使用 -C 指定解至目標目錄（注意為大寫 -C）。示例解至 /tmp，解後檢視 /tmp 下出現 Home 目錄等內容。

Linux 與 Windows 的副檔名與檔案識別差異

• Windows 依副檔名決定開啟程式（如 .docx 由 Word 開啟）；副檔名錯置時可能以不相符的程式嘗試開啟，出現「無法打開」。
  • 講者補充：即使更改副檔名，Windows 有時仍依內容類型判斷並開啟原先適合的應用（講者評述「微軟偷機」），但核心觀念是 Windows 強依賴副檔名。
• Linux 副檔名僅供人類理解；系統以檔案內容與權限為主。故在 Linux 世界，.tar、.gz 等後綴多是「暗示」，人類易讀。

超過郵件附件限制的分割與合併（split、cat）

• 郵件附件大小限制背景
  • 常見限制：單一檔案 3MB、5MB、10MB，Google 約 20MB。超過大小需分割檔案以便傳送。
  • 在 Linux 操作流程通常是先打包/壓縮，再「後續」進行分割；不同於 Windows 某些工具在壓縮當下即指定分割大小。
• split 指令：依行數或大小分割
  • 文字檔可用 -l（小寫 L）依行數分割；非文字檔應以大小分割（以行數分割非文字檔會有問題）。
  • 後綴命名：預設產生 aa、ab、ac…；使用 -d 可改為數字 00、01、02… 的樣式，以符合 Windows 習慣。
  • 大小單位：

 ** k, m, g：以 1024 為基底（KiB, MiB, GiB 概念）。
 ** KB, MB, GB：以 1000 為基底（十進制）。
 ** 硬碟容量顯示差異源於廠商採 1000、系統採 1024，導致格式化後容量看起來變小。

• split 文字檔範例（connect.txt）
  • split -l 5 connect.txt connect.txt.split
  • 產出 connect.txt.splitaa、.splitab、.splitac…；前兩檔各含 5 行（AA、AB），第 3 檔僅 1 行（總 11 行）。
• split 非文字檔範例（GNJLive.mp3）
  • split -d -b 1M GNJLive.mp3 GNJLive.mp3.split
  • -d 產生 00、01、02…；-b 指定分割大小，示例以 1MiB（若用 MB 則為 1,000,000 bytes）。
  • 可用 ls -l 檢視各分割檔的大小與命名；使用萬用字元（）一次列出。
• 分割後的合併（cat）
  • 文字檔：cat connect.txt.splitaa connect.txt.splitab connect.txt.splitac > connect.txt.merge
  • 注意順序：合併結果與原檔一致需依切割時的序列接回。
  • 非文字檔：cat GNJLive.mp3.split > GNJLive.mp3.merge
  • 萬用字元展開通常依字典序排序，00、01、02…可確保正確順序；若有 11、12…需依講義說明調整匹配以避免 1、10、11 排在 2 前的問題。
  • 合併後可比對大小（ls -l），應與原始檔案一致；MP3 合併檔可用播放器測試播放（講者提及「9x1」播放器、DOS 上也可播 MP3 與看彩色圖片的歷史趣聞）。

其他壓縮工具與格式概覽

• gzip（gnuzip）、bzip2（bunzip）、compress、bzlip（講者口誤混用字眼）、xz 等皆為常見壓縮工具；xz 早期亦有 DOS 版本。
• Windows 常見：RAR、ZIP；早期：ARJ、LHA；講者於 YouTube 有相關教學錄影（關鍵字 IR 或 LIP/ZIP）。
• 壓縮格式與副檔名對應
  • 副檔名常反映壓縮工具與格式；遇到陌生格式可上網查詢，課程允許並鼓勵查詢。
• tar 與 gzip 的關係
  • gzip 本為獨立軟體；tar 後來整合壓縮功能，故可直接使用 tar -z 產出 .tar.gz，無需先 tar 再 gzip。

管線、輸出導向與標準輸入輸出（引介）

• 在列出 tar 內容過多時，可配合管線做分頁顯示（例如 pipe 至分頁工具）；本節作為後續「標準輸入輸出」章節的引入。
• 本次已示範「輸出導向」（>）用於合併檔案；後續課程將系統性講解標準輸入、標準輸出與管線的意義與用法。

標準輸入輸出基礎

• 標準 I/O 的定義
  • 每個在 Linux 中執行的程式（如 ls）都有「一個標準輸入」與「兩個標準輸出」。
  • 標準輸入 (Standard Input / stdin)：程式接收資料的來源，預設為鍵盤；在圖形介面（GUI）中，滑鼠也可視為一種輸入。
  • 標準輸出 (Standard Output / stdout)：程式顯示正常執行結果的地方，預設為螢幕。
  • 標準錯誤輸出 (Standard Error Output / stderr)：程式顯示錯誤訊息的地方，預設亦為螢幕。
• 區分標準輸出與錯誤輸出
  • 儘管兩者預設都顯示在螢幕上，仍可由訊息內容加以辨識。
  • 範例：執行 ls -l CAT /etc/passwd
  • CAT 不存在，系統顯示 ls: cannot access 'CAT': No such file or directory，屬於標準錯誤輸出 (stderr)。
  • /etc/passwd 存在，系統列出其詳細資訊，屬於標準輸出 (stdout)。
• I/O 的可轉向特性
  • 標準輸入、標準輸出與錯誤輸出的目的地可被改變。
  • 輸入可由鍵盤改為檔案。
  • 輸出與錯誤輸出可由螢幕轉向到檔案或其他裝置（如印表機），此時螢幕不再顯示訊息。

輸出轉向

• 標準輸出轉向 (>)
  • 使用 > 將指令的標準輸出寫入檔案而非螢幕。
  • 特性：覆蓋模式。若檔案存在，原內容會被清除後覆寫；若不存在，會自動建立。
  • 範例：cat ~/.bashrc > bashrc.backup 將 .bashrc 內容寫入 bashrc.backup，螢幕無輸出；重複執行，檔案大小不變，因為每次覆蓋。
• 標準輸出附加轉向 (>>)
  • 使用 >> 將標準輸出「附加」在檔案末尾。
  • 特性：累加模式。不存在則建立；存在則在末尾新增，不清除原內容。
  • 範例：date >> date.log，每次執行都把日期時間累加至 date.log，常用於日誌。
• 錯誤輸出轉向 (2>)
  • 使用 2> 將標準錯誤輸出寫入檔案；數字 2 代表 stderr（檔案描述符 2）。
  • 說明：stdin、stdout、stderr 對應的檔案描述符分別為 0、1、2；因此 > 等同 1>，0< 代表標準輸入轉向。
  • 應用：在腳本中可將錯誤訊息導向日誌，避免打擾使用者並利於除錯。
  • 範例：cd /CAT 2> error.log，因 /CAT 不存在，錯誤訊息寫入 error.log，螢幕不顯示。
• 錯誤輸出附加轉向 (2>>)
  • 使用 2>> 將標準錯誤輸出「附加」到檔案末尾。
  • 範例：對會產生錯誤的指令使用 2>> error.log，每次的錯誤訊息都累加至檔案。
• 合併輸出轉向 (&>)
  • 使用 &> 將「標準輸出」與「標準錯誤輸出」同時重定向到同一檔案。
  • 適用於需要完全靜默（不在螢幕顯示任何結果或錯誤）的情境。
  • 同樣提供附加模式 &>>，可累加所有輸出。

輸入轉向

• 標準輸入轉向 (<)
  • 使用 < 將檔案內容作為指令的標準輸入，取代鍵盤輸入。
  • 範例比較：
  • head -n 3 namelist.txt：head 直接讀取檔案。
  • head -n 3 < namelist.txt：head 從標準輸入讀取，而標準輸入被重定向為檔案內容。
  • 兩種寫法結果相同，但內部處理流程不同。
• Here Document (即時文件)
  • 使用 << 配合「終止識別符」在命令列提供多行輸入，常用於快速建立簡單檔案。
  • 語法：command << TERMINATOR，輸入多行內容，直到新的一行單獨輸入 TERMINATOR 結束。
  • 範例：cat > stdio.txt << END，輸入多行文本，最後單獨輸入 END 結束；所有內容寫入 stdio.txt。
  • 注意：終止識別符所在行必須只有該識別符，不能包含其他字元或空白。
  • 精簡寫法：cat > file.txt，不使用 Here Document，按 Enter 後直接輸入，使用 Ctrl+D 結束，亦可達成類似效果。

管線 (Pipe)

• 定義與功能
  • 管線符號為 |，可將前一個程序（指令）的「標準輸出 (Standard Output)」導向下一個程序的「標準輸入 (Standard Input)」。
  • 僅處理標準輸出，不處理錯誤輸出 (Error Output)。
• 使用範例與目的
  • 範例 1: ls -l | nl
  • ls -l 以行列格式輸出目前目錄內容（標準輸出）。
  • 管線將 ls -l 的輸出傳給 nl。
  • nl 為輸入內容加上行號後再輸出，便於閱讀與參照。
  • 範例 2: [command] --help | less
  • --help 輸出通常篇幅較長，超出單頁。
  • 透過管線將輸出交給 less 分頁瀏覽，方便查看完整說明。
• 組合應用
  • Linux 指令多為單一職責；藉由管線組合不同指令，可完成更複雜任務。例如一個指令產生資料，另一個指令負責處理或過濾。

grep 指令

• 基本功能
  • 用於在檔案內容中搜尋關鍵字。
  • 以「行」為單位進行搜尋；若某行包含關鍵字，grep 輸出該整行。
  • 匹配到的關鍵字會以特殊顏色標示，利於辨識。
• 常用參數
  • -i: 忽略大小寫 (Ignore case)。例如搜尋 "Peter" 加上 -i 時，"peter" 也會被匹配。
  • -n: 在每行輸出前顯示原始檔案的行號。
  • -w: 完整單詞匹配 (Whole word match)。如搜尋 b，未加 -w 時 abcd 會被匹配；加上 -w 則僅匹配獨立單詞 b（前後有空白）。
  • -c: 統計符合關鍵字的行數 (Count)，只輸出計數數字。撰寫腳本時可用於條件判斷。

指令串接

• 連續指令 (Sequential Commands)
  • 以分號 (;) 作為指令分隔。
  • 指令依序執行（指令1完成後執行指令2，依此類推）。
  • 特性：即使前一個指令失敗（如拼字錯誤或找不到目錄），後續指令仍「無條件」執行。使用時須確保每個指令正確，以避免意外（如誤刪檔案）。
  • 應用場景：多步驟且彼此無依賴性時可寫在同一行，例如先執行耗時編譯，再執行程式，最後以 email 寄出結果，以實現自動化流程。
• 條件式指令 (Conditional Commands)
  • && (AND)
  • 語法：指令1 && 指令2
  • 邏輯：僅在「指令1成功」時才執行「指令2」；若指令1失敗，指令2不執行。
  • 範例：cd /sys && ls。若成功切換至 /sys，則執行 ls；若目錄不存在導致切換失敗，ls 不會執行。
  • 應用：有相依性的任務，例如編譯成功後才執行程式。
  • || (OR)
  • 語法：指令1 || 指令2
  • 邏輯：僅在「指令1失敗」時才執行「指令2」；若指令1成功，指令2不執行。
  • 範例：ls /etc/host || ls /etc/host。若找不到 /etc/host（指令失敗），則改執行 ls /etc/host 列出所有以 host 開頭的檔案。
  • 應用：提供備援或錯誤處理，例如主要指令失敗時執行回報或替代方案。

其他概念

• 錯誤輸出重導向
  • 透過 2> /dev/null 將錯誤訊息導向 null 裝置（記憶體空區），避免在螢幕顯示錯誤。
• 補充指令
  • uniq: 用於統計重複行等用途，但前提是資料需先排序 (sorted)。講師列為補充內容，建議有興趣者自行研究。
• 檔案系統刪除機制
  • Windows: 刪除檔案時，系統在檔案目錄（索引）標記「已刪除」，實際資料區塊未立即清除。只要未被新資料覆蓋，救援軟體可透過索引找回原始檔名與內容。
  • Linux: 刪除檔案時，會直接釋放對應資料區塊（具體機制於後續章節說明），使檔案難以救回。市面上也較少專門救援 Linux 檔案系統的軟體。