le terminal

le premier outil que nous allons voir c’est ce qu’on appelle le terminal;
un terminal qu’est-ce que c’est ?

le terminal c’est tout simplement un process (programme) qui permet de lancer d’autres process

mais pourquoi ne pas juste cliquer ?

ça peut paraitre moins pratique que de cliquer sur les icones du bureau… mais en fait c’est beaucoup plus puissant !

• d’abord c’est presque un langage de programmation, on peut faire en une ligne ce qui prendrait des heures avec un cliquodrome !
• et aussi on va pouvoir passer des paramètres aux programmes - voir par exemple avec vs-code
• enfin c’est de cette manière qu’on accède à des ressources distantes (cloud, cluster de calcul, …)

bash

il y a plein de types de terminal selon les systèmes d’exploitation
mais pour que nous travaillions tous ensemble sur le même objet, nous avons choisi un terminal qui s’appelle bash

• bash vient avec l’installation de base sur MacOS et linux
• sur Windows, il faut l’installer séparément, on l’a vu avec git for windows

dossiers et fichiers

comme vous le savez, le contenu du disque dur est organisé en dossiers et fichiers
le dossier est juste un cas particulier de fichier, qui contient d’autres fichiers (ou dossiers, donc) - au lieu de contenir des données

termes synonymes

• dossier = répertoire = folder = directory: c’est tout pareil
• fichier = file: idem, ce sont des synonymes

dossier utilisateur (home directory)

chaque utilisateur possède un dossier privilégié (on dit aussi parfois répertoire),
qui est la racine de l’arbre dans lequel il peut ranger ses affaires
indépendamment des fichiers propres au système d’exploitation

pour y aller le plus simple est de faire simplement cd sans paramètre

# pour aller dans mon homedir, je fais juste ceci

cd

rappels à propos du prompt

la plupart du temps on ne montrera plus le $ qui est affiché par le terminal (le prompt),
ça permet notamment de simplifier le copier-coller depuis le support de cours vers le terminal

nouveau terminal

en principe, un terminal qui vient d’être créé commence dans le home directory
c’est toujours le cas sur MacOS et Linux
toutefois sur Windows, en pratique ce n’est pas toujours le cas en fonction de votre setup
aussi si vous êtes dans ce cas-là, prenez l’habitude de faire cd avant toute chose dans le terminal

# sans paramètre je vais tout en haut de mon espace
# c'est mon home-directory

cd

dossier courant

tous les programmes (processus) ont ce qu’on appelle un dossier courant
dans le terminal on peut le voir avec la commande pwd comme ceci

# pour voir où il est
# pwd = print working directory

pwd

une petite session

commençons par une petite promenade dans le contenu de ce cours
je suppose que vous l’avez déjà cloné, sinon retournez à cette section pour le faire

je vous invite à expérimenter tout ceci dans votre propre terminal (et sans taper les $ évidemment) :

screenshot

à noter sur cet exemple

• la commande ls permet d’afficher le contenu d’un dossier - ou de vérifier si un fichier existe
• une fois que je change de dossier en allant dans demo/python, je ne trouve plus le fichier README.md
  if faut que je dise bien qu’il est en fait deux étages plus haut
  en indiquant ../../README.md (car .. signifie : le dossier parent)
• je peux faire tourner le programme fact.py sans précider le dossier de fact.py
  car il est dans le même dossier que moi
• je peux aussi bien sûr lancer le même programme en donnant son chemin absolu
  remarquez que cette forme marcherait alors quel que soit mon dossier courant !
• remarquez enfin que le programme python a été trouvé comme étant en fait /c/miniconda/python c’est grâce à cette fameuse variable PATH que le programme d’installation de conda a modifiée pour nous

chemins relatifs et absolus

à quoi ça sert d'avoir un dossier courant ?

en fait c’est uniquement une commodité pour ne pas avoir à retaper le chemin complet depuis la racine des dossiers

par exemple dans la session juste au dessus, on a vu qu’on pouvait faire, de manière équivalente:

• python fact.py
• python /c/Users/Jean\ Mineur/cours-info/intro/demo/python/fact.py

et cela bien sûr parce qu’on est dans le dossier /c/ bla bla /python

chemin relatif / chemin absolu

• quand un chemin commence par un / on dit que c’est un chemin absolu
  parce qu’il se comprend à partir de la racine du disque - /
• sinon c’est un chemin relatif - comme fact.py
  parce qu’il se comprend par rapport au dossier courant

. et ..

on nous donne deux outils pour naviguer dans l’arbre des fichiers; par convention:

• . désigne le répertoire courant
• .. désigne le répertoire “au dessus” du répertoire courant
  on l’utilise pour fabriquer des chemins du genre de

  ls ../frere/neveu

exemples

• dans la session de tout à l’heure on a fait à un moment

  ls ../../README.md

  pour voir le fichier qui se trouve à la racine du cours, alors qu’on était descendu dans demo/python
• pour lancer vs-code, on le fait presque toujours en tapant

  code .

  ce qui signifie: lancez le programme code dans le dossier courant
  (techniquement, en lui passant en paramètre le dossier courant)

cd -

pour revenir en arrière (avancé)

enfin, une astuce utile c’est pour revenir en arrière avec cd -
avec cette commande, vous retournez au dossier où vous étiez avant le dernier cd

$ pwd
/c/Users/Jean Mineur
$ cd cours-info/intro
$ pwd
/c/Users/Jean Mineur/cours-info/intro
$ cd -
$ pwd
/c/Users/Jean Mineur
$ cd -
$ pwd
/c/Users/Jean Mineur/cours-info/intro

astuces & conseils

un peu en vrac, quelques conseils généraux pour bien utiliser votre ordi

la complétion

ce qu’on appelle complétion, c’est la capacité d’un outil à vous aider à taper votre code, en complétant la phrase que vous avez commencée

exemple :

• vous lancez un terminal, et si nécessaire vous allez dans votre home-directory

• à cet endroit il y a en principe un dossier qui s’appelle cours-info

  # vous tapez
  $ cd cours-
  # à ce stade-là, vous tapez sur la touche 'Tabulation` - parfois représentée avec le signe ⇥
  # et s'il n'y a qu'un nom de fichier qui commence comme cela, vous obtenez magiquement
  $ cd cours-info/

partout et tout le temps

la complétion est un outil indispensable pour ne pas perdre un temps précieux !
ça marche avec presque tous les outils (pas seulement dans le terminal)

apprenez à la maitriser, entrainez-vous à vous déplacer dans le dossier du cours, sans taper l’intégralité des noms de dossier

un raccourci vers cours-info

le homedir, c’est une racine tentante pour mettre ses affaires, mais souvent il y a pas mal de fourbis dès le départ
sur Windows par exemple si vous regardez son contenu (faites-le !), vous verrez que c’est pas mal encombré

c’est pourquoi on vous a demandé de créer un dossier cours-info dans lequel on va ranger vos différents dossiers:
chaque cours dans un repo, puis au besoin un dossier par exercice ou TP ou hackaton, etc…

je vous recommande de passer 5 minutes pour ajouter ce dossier dans les raccourcis de votre explorateur de fichiers
de cette façon vous y aurez un accès direct en un clic, comme ceci
(ici sur Windows, mais c’est une feature disponible sur tous les OS)

ne pas abuser sur la profondeur des arbres

vous pouvez bien sûr décider de mettre le cours-info où vous voulez dans votre ordi, mais dans tous les cas, évitez de couper les cheveux en 4 en créant plein de sous-répertoires, genre :

/c/Users/Jean\ Mineur/Desktop/mines/première-année/info/ue12/cours-info

au contraire il est préférable de se limiter à une profondeur “raisonnable”, c’est bien plus pratique à l’usage…

noms de fichiers simples

c’est assez facile (avec l’explorateur de fichiers notamment) de créer des fichiers dont le nom contient des caractères biscornus, comme des espaces ou des accents

mais après ça devient rapidement compliqué de les utiliser, dans le terminal notamment

c’est pourquoi on recommande d’éviter les espaces et les accents dans les noms de fichiers

Jean\ Mineur

si vous êtes observateur vous avez peut-être remarqué ceci dans la session de tout à l’heure:

python /c/Users/Jean\ Mineur/cours-info/intro/demo/python/fact.py

et vous vous êtes peut-être demandé pourquoi il y a un \ dans Jean\ Mineur

la réponse est que le nom du dossier contient un espace; vu dans l’explorateur de fichier on verrait bien Jean Mineur

mais pour bash un espace ça désigne un séparateur entre deux mots !!
du coup on met ce caractère bizarre - on l’appelle le baskslash \ - pour dire que l’espace ne doit pas être pris comme un séparateur, mais fait partie du nom de fichier…
voyez que c’est quand même plus simple de mettre par exemple un - dans le nom de fichier, tant qu’on peut (là c’est le programme d’installation de Windows qui crée le homedir, on n’a pas eu le choix…)

affichez les extensions dans les noms de fichier

dans l’explorateur Windows, si vous créez un fichier foo.txt, par défaut on va vous montrer
dans l’explorateur de fichiers une entrée qui s’affiche avec comme nom simplement foo

pourquoi ? dans son infinie sagesse Windows a jugé que c’était “plus simple” de ne pas montrer l’extension, ici .txt
personnellement je ne trouve pas ça très pratique…

voici comment on peut changer ce comportement, pour voir les noms de fichier en entier

par défaut, pas d'extension

mais on peut le changer

si bien qu’après vous voyez bien ce qu’il faut:

creusons un peu bash

quelques commandes utiles

voici un résumé sur quelques commandes bash, parmi les plus simples et les plus utiles

commande	fonction
cd	aller dans le homedir
cd elsewhere	changer de dossier courant
pwd	afficher le dossier courant
ls	lister les fichiers et dossiers dans le dossier courant
ls elsewhere	lister les fichiers et dossiers dans un autre dossier
ls fi les	lister les fichiers fi et les
mkdir newfolder	créer un dossier
rm oldfile	supprimer un (ou des) fichier(s) attention ils sont supprimés pour de bon et non pas placés dans la corbeille
mv oldname newname	pour renommer un fichier (ou un dossier)
echo a message	pour afficher du texte
cat somefile	pour afficher le contenu d’un (ou plusieurs) fichier(s)

globbing

si j’ai plusieurs fichiers qui se terminent en .txt, je peux les lister avec la notation en * comme ceci

# je crée (ou j'écrase) un second fichier bar.txt
$ echo "un autre fichier bidon" > bar.txt

de là je peux lister tous les fichiers qui se terminent en .txt

$ ls *.txt
bar.txt foo.txt

ou tous ceux qui commencent par un f

$ ls f*
foo.txt

ou toute combinaison du même genre

$ ls f*txt
foo.txt

à n’importe quelle profondeur

# si je veux chercher tous les fichiers en *.txt
# à n'importe quelle profondeur sous mon dossier courant

ls **/*.txt

---

---

---

---

le reste est optionnel

à partir d’ici le contenu est optionnel

---

bash - partie avancée

pour les curieux qui voudraient comprendre un peu mieux:

les crochets [] (avancé)

# on peut aussi utiliser les []
# ici tous les fichiers qui commencent par un f ou un b et qui finissent en .txt

ls [fb]*.txt

# et si on veut par exemple tous les fichiers qui commencent par une lettre minuscule

ls [a-z]*.txt

# ou par une lettre, qu'elle soit en minuscule ou en majuscule

ls [a-zA-Z]*.txt

redirections

plutôt que d’afficher le résultat d’une commande dans le terminal, il est parfois pratique de rediriger cela dans un fichier

par exemple si j’écris dans le terminal

# je crée ou j'écrase le fichier foo.txt
echo "un petit fichier bidon" > foo.txt

ce qui va se passer c’est que je vais créer (ou écraser) le fichier foo.txt pour y ranger dedans la chaine
un petit fichier bidon\n

le dernier cararactère (\n) correspond à un saut de ligne

la syntaxe de bash

pour décrire un peu mieux le langage bash, voici les caractères qui ont un rôle particulier dans une ligne de commandes bash:

• (Espace): on l’a déjà évoqué, l’espace sert à découper la phrase en mots; et de là
  • le premier mot correspond à une commande (qu’on cherche selon le PATH); c’est le programme qu’on va lancer
  • les autres mots sont passés au programme
  • donc si vous tapez

    dans cette phrase

    on va chercher un programme qui s’appelle dans et lui passer deux paramètres cette et phrase
• ": avec les quotes, on peut éviter le découpage; ainsi

  dans "cette phrase"

  va aussi exécuter la commande dans mais lui passer un seul paramètre qui contient un espace, cette phrase
• > et <: servent à rediriger l’entrée et la sortie du programme
  comparez le résultat de

  # sans redirection: le texte s'affiche dans le terminal
  echo un message
  # essayez de rediriger la sortie, cela va créer le fichier (s'il n'existait pas encore)
  echo un message > foo.txt

• | avec le pipe on peut facilement brancher la sortie d’un programme sur l’entrée d’un autre:

  prog1 arg1 | prog2 arg2

  signifie que la sortie de prog1 arg1 est branchée (comme avec un tuyau) dans l’entrée de prog2 arg2
• ; pour faire deux commandes l’une après l’autre

  prog1 arg1 ; prog2 arg2

  va lancer prog1, attendre qu’il ait terminé, puis lancer prog2; lorsque prog2 sera terminé le terminal nous redonne la main

et plein d’autres choses utiles, très rapidement:

• le ~ pour faire référence à votre homedir (ex: cat ~/.ssh/id_rsa.pub)
• le $ pour utiliser la valeur d’une variable (ex: echo $PATH)
• le ' (simple quote) qui fontionne un peu, mais subtilement différemment de, la double quote
• le & pour lancer un programme en background (en arrière-plan), permet de rendre la main immédiatement; sert en plus de séparateur comme le ;
• on peut faire des boucles, des tests, des calculs, …
• etc etc…, plein d’autres encore, mais ne nous égarons pas…

les paramètres

chaque commande est libre d’interpréter les paramètres comme elle veut; par exemple

• avec la commande cat les paramètres sont tous interprétés comme des noms de fichiers
• par contre avec git, le premier paramètre doit être le nom d’une (sous-)commande git - comme par exemple clone ou pull - et les autres paramètres sont à leur tour interprétés en fonction, justement, de la sous-commande…

les options

quasiment toujours, la commande va accepter des paramètres qui sont optionnels, et qui permettent de modifier légèrement le comportement
on en a vu déjà plusieurs, e.g.

• ls [-l|-F] pour choisir un mode de présentation
• python --version

le plus souvent également:

• les options commencent par - ou --
• elles apparaissent généralement avant les “vrais” paramètres
• la tradition veut qu’une même option est souvent disponible sous les deux formes
  • - pour l’option courte
  • -- pour l’option longue
• ainsi par exemple c’est équivalent de faire
  • python --version
  • python -V

c’est quoi l’OS ?

partie optionnelle

votre OS (Operating System), vous le savez bien sûr, c’est Windows, MacOS, ou linux
derrière quelques différences (très) visibles, ils possèdent en réalité de très nombreux concepts communs

à quoi ça sert ?

si on regarde le cas d’une calculette rustique, c’est un objet facile à utiliser parce que

• on ne fait tourner qu’un programme à la fois
• du coup un programme a librement accès à toutes les ressources
• par exemple : je peux décider sans souci de ranger la variable X dans la case mémoire 1

mais dans le cas d’un ordinateur c’est beaucoup plus compliqué !

• il y a plein de programmes qui tournent en même temps
• accessoirement plusieurs d’utilisateurs différents - possiblement en même temps aussi
• donc on ne peut plus du tout écrire un programme de manière aussi simpliste !
  imaginez si deux programmes décident d’utiliser tous les deux la case mémoire 1 …

le rôle de l'OS: isolation entre les programmes

ainsi le rôle de l’OS c’est principalement de fournir de l’isolation entre les programmes, en termes de

• travail concurrent: le scheduler de l’OS “donne” le ou les processeurs (CPU) aux programmes
  dans un mode chacun son tour - et à relativement haute fréquence
  ce qui donne l’illusion qu’ils tournent tous en même temps

  pour voir tous les programmes

  • sur mac, lancez Activity Monitor
  • sur Windows: Task Manager
  • sur linux, lancez top ou htop

  et vous allez voir les dizaines de programmes qui sont actifs dans votre ordinateur

• accès à la mémoire: chaque programme a accès à un espace qui lui est propre

• accès (concurrents) aux autres périphériques, notamment

  • mémoire de masse (aka “disque dur” même si on a presque tous un SSD maintenant…)
  • réseau
  • carte graphique…

notion de **process**

l’unité de base pour matérialiser cette isolation s’appelle un process
chaque programme qui tourne constitue un process, qui possède

• le code du programme, évidemment

  pas forcément unique

  il est possible et même fréquent d’avoir plusieurs processus qui sont créés à partir du même code; c’est le cas par exemple lorsque vous avez deux terminaux en même temps à l’écran

• son espace mémoire

• un dossier courant (pour pouvoir utiliser des chemins d’accès relatifs, on va en reparler tout de suite)

• éventuellement une liste de processus fils

• et tout un tas d’autres détails…

arborescence de processus

on ne peut créer un process .. que depuis un process
(comme on l’a vu plus haut par exemple, le terminal passe son temps à créer des process) et donc entre autres un process contient l’identité de son process parent - qu’on appelle le ppid pour parent process id (ce qui du coup, donne à l’ensemble des processus une structure d’arbre)

pourquoi c’est important pour nous ?
parce que ça explique cette histoire scabreuse de la variable PATH
car en effet les variable d’environnement - comme PATH - sont héritées du processus parent

soyons précis (pour les curieux)

le terme OS - Operating System a plein de significations différentes dans le langage courant

• Windows et MacOS : incluent une interface graphique
• linux : l’interface graphique est plus clairement séparée, car on a le choix d’installer telle ou telle

mais nous ici lorsqu’on parle d’OS, on désigne seulement ce qu’on appelle aussi le noyau
c’est-à-dire techniquement :

• le seul programme dans l’ordinateur qui a accès direct aux périphériques

• qui “fait tourner” les programmes en leur donnant tour à tour accès au processeur

• et qui fait en sortes qu’ils soient isolés les uns des autres

• tous les autres programmes (user land) accèdent à ces ressources au travers d’abstractions:

  • mémoire : mémoire virtuelle
    la case mémoire ‘1’ est redirigée vers un bout de mémoire allouée au programme

  • système de fichiers
    le disque dur est accessible au travers de dossiers et fichiers

  • interface réseau
    les applications utilisent “gratuitement” les protocoles réseau - comme TCP/IP
    qui sont en fait implémentés dans le noyau

  • périphériques exotiques
    les constructeurs de composants - comme par ex. une carte vidéo ou une carte son - fournissent ce qu’on appelle un driver (qui est intègré au noyau) pour exposer aux applications une interface indépendante du matériel