36、Linux 系统中的数学与网络操作指南

Linux 系统中的数学与网络操作指南

在 Linux 系统中，有许多实用的工具和命令可用于数学计算、网络连接和通信等操作。下面将详细介绍这些工具和命令的使用方法。

数学计算工具

输出随机数

若要输出随机数，可使用 random 命令。该命令需要一个整数作为参数，此整数代表输出数字的范围。 random 会输出一个介于 0 到你所给数字减 1 之间的随机数。
例如，要输出一个 0 到 9 之间的随机数，可在终端输入：

$ random 10 RET

列出数字序列

seq 命令用于打印数字序列，在获取数字列表以作为参数，或将数字序列传递给其他命令时非常有用。
- 输出从 1 到指定数字的序列 ：将该数字作为参数即可。
- 输出 1 到 7 的数字序列：

$ seq 7 RET

- 输出 1 到 -7 的数字序列：

$ seq −7 RET

• 输出任意两个数字之间的序列 ：将这两个数字作为参数。
  • 输出 9 到 0 的数字序列：

$ seq 9 0 RET

- 输出 -1 到 -20 的数字序列：

$ seq −1 −20 RET

• 指定非 1 的增量 ：将增量作为第二个参数，放在起始数字和结束数字之间。
  • 输出从 -1 到 14，增量为 3 的数字序列：

$ seq −1 3 14 RET

• 使用选项 ：
  • −w 选项：用前导零填充数字，使所有输出的数字宽度相同。
    • 输出从 9 到 999，增量为 23，且数字用零填充以保持相同宽度的数字序列：

$ seq −w 9 23 999 RET

- `−s` 选项：指定数字之间输出的分隔字符串，默认分隔符为换行符，即每个数字单独占一行。
    - 输出从 1 到 23，数字之间用空格分隔的数字序列：

$ seq −s ' ' 1 23 RET

• 将数字序列作为参数传递给命令 ：使用空格作为分隔符，将 seq 的输出通过管道传递。
  • 将当前目录中名称为 25 到 75 的所有文件合并到一个名为 selected−mail 的新文件中：

$ cat `seq −s " " 25 75` 62; selected−mail RET

查找质因数

factor 工具用于计算并输出作为参数传递的数字的质因数。
例如，要输出 2000 的质因数，在终端输入：

$ factor 2000 RET

输出结果为：

2000: 2 2 2 2 5 5 5

注意：如果未提供数字， factor 会从标准输入读取数字，数字之间应用空格、制表符或换行符分隔。

数字转换

• 单位换算 ：使用 units 工具可在不同度量单位之间进行转换。需要提供两个带引号的参数，分别是你拥有的数量和单位名称，以及要转换到的单位名称。它会输出两个值，分别是你拥有的第二种单位的数量，以及多少个第二种单位能组成你指定的第一种单位的数量。
  • 输出 50 克等于多少盎司：

$ units '50 grams' 'ounces' RET

输出结果类似：

* 1.7636981
/ 0.56699046

这表明 50 克约等于 1.7636981 盎司，反之，1 盎司约是 50 克的 0.56699046 倍。
- 查看 units 工具支持的单位数据库位置：

$ units −V RET

例如，输出可能为：

units version 1.55 with readline, units database in
/usr/share/misc/units.dat 

这意味着单位数据库位于 /usr/share/misc/units.dat 文件中，可查看该文件以列出所有单位数据。
- 阿拉伯数字转换为英文文本 ：使用 number 命令将阿拉伯数字转换为英文文本。可将数字作为参数传递，若不提供参数， number 会从标准输入读取数字。
- 输出 100000 的英文文本等效形式：

$ number 100000 RET

其他数学工具

以下是 Linux 系统中一些其他可用的数学工具：
| 工具 | 描述 |
| ---- | ---- |
| calc | Emacs 的科学计算器工具。 |
| dc | 与 bc 类似，是一种任意精度的计算器语言，但它是逆波兰式计算器，数字被压入栈中，当给出算术运算符时， dc 从栈中弹出数字作为操作数，然后将计算结果压入栈中。 |
| dome | Richard J. Bono 的 dome 是一个用于计算测地穹顶对称三角形属性的几何数学工具，可计算弦因子、顶点坐标和各种穹顶类型的拓扑丰度，包括“巴基球”结构和椭圆测地线。 |
| gnucash | 一个直观的个人财务应用程序，用于管理财务，包括银行账户、股票、收入和支出，基于专业会计原则以确保计算和报告的准确性。 |
| gnumeric | GNOME 电子表格应用程序，功能强大，有点类似于 Excel。 |
| gnuplot | 可用于数据可视化、绘制 2D 和 3D 图形以及绘制函数。 |
| oleo | 一个电子表格应用程序，可在 X 和控制台中运行，具有类似 Emacs 的键绑定，并可生成 PostScript 输出。 |
| sc | 一个在控制台中运行的小型电子表格工具，提供公式和其他基本功能。 |
| xcalc | X 窗口系统的可视化科学计算器，在屏幕上绘制一个计算器，可使用鼠标或键盘操作，能够模拟 TI - 30 和 HP - 10C 计算器。 |
| xspread | sc 的 X 客户端前端。 |

网络通信操作

连接到互联网

连接 Linux 系统到互联网有多种方式，目前最流行的方法包括数字用户线路（DSL）服务、电缆调制解调器以及使用 ISDN 或模拟调制解调器的拨号连接。每种服务都有其自身的硬件和软件要求。相关的 Linux 文档项目发布的 HOWTO 文档是使用这些服务的最新、详细的指南。

下面介绍如何设置和使用 PPP（点到点协议）拨号连接：
- 设置 PPP ：
- 要配置 PPP 进行常规拨号连接（系统分配动态 IP 地址，这是家庭互联网接入的常见方式），需要以 root 用户身份编辑 PPP 配置文件，并获取 ISP 提供的标准连接信息，包括拨号号码、名称服务器的 IP 地址以及访问其系统的用户名和密码。
- 自定义 /etc/chatscripts/provider 文件：

ABORT        BUSY
ABORT        "NO CARRIER"
ABORT        VOICE
ABORT        "NO DIALTONE"
""           "\p\p+++\p\p"
""           "at"
""           "at"
OK           "ath0"
""           atdt5551010,,
ost          ppp
ogin         smith
word         \qsecret\q

在这个示例中，经过八行调制解调器初始化字符串后，调制解调器被指示拨打 ISP 的拨号号码 5551010 。某些系统可能需要在号码后加一两个逗号以表示调制解调器的暂停，仅在仅使用电话号码无法建立良好连接时才这样做。“host”行是一些 ISP 可选的行，其连接线路包含多种服务选项，在输入用户名和密码之前需要进行选择。根据 ISP 的指示自定义此行为及后续行。最后，给出用户名 smith 和密码 secret ，密码位于两个 \q 字符串之间，出于安全考虑， ppp 会在系统日志文件或其他可能被入侵者看到的地方显示问号字符。
- 编辑 /etc/ppp/peers/provider 文件，使其包含以下内容：

connect "/usr/sbin/chat −v −f /etc/chatscripts/provider"
defaultroute /dev/modem 115200 persist

此文件的最后一行应包含使用的调制解调器设备名称和尝试的最大连接速度。上述示例使用 /dev/modem 作为调制解调器设备名称，115200 bps 作为最大连接速度，这对于典型的 56K 调制解调器是一个合适的值。
- 编辑 /etc/resolv.conf 文件，使用 ISP 提供的两个名称服务器 IP 地址：

search .
nameserver      nameserver address 1
nameserver      nameserver address 2

确保用户账户属于 dialout 组，否则需要超级用户账户来启动和停止 PPP，这并不推荐。完成这些操作后，应该能够启动和停止与互联网的 PPP 连接。设置 PPP 的完整文档位于 /usr/share/doc/ppp 目录中。

• 控制 PPP 连接 ：
  • 启动 PPP 连接：使用 pon 工具启动与互联网的 PPP 连接，它会使用调制解调器拨打 ISP 的号码，发送相应的登录信息并启动 PPP 连接。

$ pon RET

- 自动启动 PPP：若要使 PPP 在系统首次启动时自动启动，将 `/etc/ppp/no_ppp_on_boot` 文件重命名为 `/etc/ppp/ppp_on_boot`（需以 root 用户身份操作）。
- 查看 PPP 日志文件：使用 `plog` 命令输出 PPP 日志文件的最后几行，这有助于检查首次拨号时 PPP 连接的进度。
- 停止 PPP 会话：使用 `poff` 工具停止 PPP 会话，它会断开计算机与 ISP 的连接并挂断调制解调器。

$ poff RET

传真操作

如果拥有 1 类或 2 类传真调制解调器，可以使用 Linux 系统发送和接收传真消息。以下介绍使用 efax 包进行传真操作的方法：
- 设置 efax ：以 root 用户身份编辑 /etc/efax.rc 文件。在该文件中需要指定的重要内容包括 DEV 的值，即 /dev 中传真或调制解调器设备的名称（通常为 modem ），以及 FROM 和 NAME 的值，即出现在传出传真上的传真号码和组织名称。
注意：除非你属于 dialout 组，否则在使用调制解调器硬件之前，必须向系统管理员请求访问权限。更多传真相关信息可在 Fax Server 迷你 HOWTO 中找到。
- 发送传真 ：使用 efax 命令发送传真，它会拨打你提供的电话号码并传真指定文件的内容。可以直接发送纯文本文件或 TIFF Group 3 格式的文件，对于其他格式的文件，需要先将其转换为 tiffg3 格式。
- 使用 -d 选项指定传真设备的完整路径名（如果使用连接到系统的调制解调器，通常为 /dev/modem ），使用 -t 选项后跟电话号码指定要发送传真的号码。若要指定 DTMF 音调拨号，在电话号码前加 T ；使用逗号 , 字符指定拨号序列中的暂停，这在从 PBX 或办公室电话系统拨号时很有用。
- 传真 resume.txt 文件到号码 555−9099 ，使用 DTMF 音调拨号：

$ efax −d /dev/modem −t T555−9099 resume.txt RET

- 发送多个文件：将它们作为参数按要发送的顺序指定，也可以使用通配符，但要注意文件按 shell 扩展的字母顺序发送。如果有很多文件需要按特定顺序发送，应重命名文件，使其文件名以对应页面的编号开头，且每个文件的编号位数应相同。
- 传真当前目录中所有扩展名为 `.fax` 的文件到号码 `555−9099`，使用 DTMF 音调拨号：

$ efax −d /dev/modem −t T555−9099 *.fax RET

- 另一种方法是创建一个文本文件，包含要传真的文件列表，每行一个文件名，按要发送的顺序排列。如果要发送的文件不在当前目录中，确保使用相对于当前目录的路径名指定文件名。
- 传真 `fax.list` 文件中列出的所有文件到号码 `555−9099`，先拨 `9` 获取外线，使用 DTMF 音调拨号：

$ efax −d /dev/modem −t T9,555−9099 $(cat fax.list) RET

注意： efax 不会删除它传真的文件。

综上所述，Linux 系统提供了丰富的工具和命令来满足数学计算和网络通信的需求。通过合理使用这些工具，可以提高工作效率和系统的实用性。在实际操作中，应根据具体需求选择合适的工具和方法，并严格按照操作步骤进行设置和使用。

Linux 系统中的数学与网络操作指南（续）

网络通信操作（续）

调制解调器拨号操作

使用调制解调器进行拨号连接也是常见的网络通信方式之一。虽然现在拨号连接的使用相对较少，但在某些特定场景下仍然有其用途。

要使用调制解调器进行拨号，需要确保调制解调器正确连接到系统，并且系统已经安装了相应的驱动程序。一般来说，调制解调器通过串口与计算机相连，常见的设备文件为 /dev/ttyS0 或 /dev/modem 等。

以下是一个简单的调制解调器拨号流程：
1. 初始化调制解调器 ：使用 AT 命令对调制解调器进行初始化设置，例如设置波特率、拨号音检测等。可以使用 minicom 或 screen 等工具来与调制解调器进行交互。

$ minicom -s

在 minicom 的设置界面中，配置串口设备、波特率等参数，然后退出设置界面进入通信模式。在通信模式下输入 AT 命令进行初始化，例如：

ATZ  # 复位调制解调器
AT+VTD=1  # 设置 DTMF 音调拨号

2. 拨号 ：使用 ATDT 命令拨打目标电话号码。例如，拨打 555-1234 ：

ATDT5551234

3. 建立连接 ：如果拨号成功，调制解调器会尝试与对方建立连接。一旦连接建立，就可以进行数据传输了。

4. 断开连接 ：使用 ATH 命令挂断电话，断开连接。

ATH

总结与建议

在 Linux 系统中，无论是数学计算还是网络通信，都有丰富的工具和命令可供使用。以下是一些总结和建议：
- 数学计算 ：
- 对于随机数生成、数字序列输出、质因数查找和数字转换等操作，使用相应的命令可以快速完成任务。在使用 seq 命令时，要注意选项的使用，如 -w 和 -s 选项可以满足不同的输出需求。
- 对于更复杂的数学计算，可以选择合适的数学工具，如 calc 、 dc 等。这些工具提供了更强大的计算功能，但也需要一定的学习成本。
- 网络通信 ：
- 连接到互联网时，根据实际情况选择合适的连接方式，如 PPP 拨号连接、DSL 或电缆调制解调器等。在设置 PPP 连接时，要仔细配置相关文件，确保用户名、密码、调制解调器设备和名称服务器等信息正确。
- 在进行传真操作时，使用 efax 命令可以方便地发送和接收传真。但要注意文件格式的转换和设备权限的问题。
- 使用调制解调器进行拨号时，要熟悉 AT 命令的使用，确保调制解调器正确初始化和拨号。

流程图

以下是一个 PPP 连接的流程图：

graph TD;
    A[开始] --> B[设置 PPP 配置文件];
    B --> C[启动 PPP 连接];
    C --> D{连接成功?};
    D -- 是 --> E[进行网络通信];
    D -- 否 --> F[检查配置和日志];
    F --> B;
    E --> G[停止 PPP 连接];
    G --> H[结束];

表格总结

操作类型	工具/命令	用途	示例
数学计算	random	输出随机数	$ random 10
数学计算	seq	列出数字序列	$ seq 1 10
数学计算	factor	查找质因数	$ factor 2000
数学计算	units	单位换算	$ units '50 grams' 'ounces'
数学计算	number	阿拉伯数字转英文文本	$ number 100000
网络通信	pon	启动 PPP 连接	$ pon
网络通信	poff	停止 PPP 连接	$ poff
网络通信	efax	发送和接收传真	$ efax -d /dev/modem -t T555-9099 resume.txt
网络通信	minicom	与调制解调器交互	$ minicom -s

通过合理使用这些工具和命令，可以充分发挥 Linux 系统的优势，提高工作效率和系统的实用性。在实际操作中，要根据具体需求选择合适的方法，并不断学习和探索，以更好地掌握 Linux 系统的使用技巧。