40、从打字机到文字处理器及 UNIX 基础入门

从打字机到文字处理器及 UNIX 基础入门

文字处理器与标记语言

传统打字机的时代已经过去，如今文字处理器成为主流。但大多数普通的文字处理器存在一定局限性，除非使用非常先进的计算机和软件（即电子出版系统），否则很难在屏幕上完全呈现出与打印页面一致的效果。

以 Wordstar 为例，它是早期的文字处理程序，在表示下划线时，需用特殊控制字符“^S”将需要下划线的文字括起来，如“^Sword Processing with WordStar^S”，打印时该标题行才会有下划线。与之相比，nroff 使用“ . ul ”来实现类似功能。多数文字处理程序难以实现“所见即所得”的完美效果，屏幕显示通常会混合控制代码和格式设置。而且，多数文字处理器更适合处理简短文档，当处理篇幅较长的文档时，格式设置就变得复杂。

大型文档在写作前通常需要进行设计，就像建造房屋前需要绘制蓝图一样。文档设计要明确各部分的样式，如章节标题的字体、间距等，以保证全文格式的一致性。使用文字处理器处理大型文档时，很难确保格式细节的一致性，而标记语言（如 nroff）则可以通过定义宏来轻松解决这个问题。例如，用“ . H1 ”定义顶级标题，“ . H2 ”定义二级标题。如果后续需要更改设计，只需修改相关设计元素的定义即可。虽然部分文字处理程序（如 Microsoft WORD）具备定义全局文档格式的功能，但不如标记语言系统普遍。

打印机类型及特点

文字处理系统的格式设置能力受打印机输出能力的限制。常见的打印机有以下四种类型：
|打印机类型|特点|适用场景|
| ---- | ---- | ---- |
|点阵打印机|通过一系列点组成字符，打印头针数越多，字符越精细，可打印图形显示|适用于准备内部备忘录和快速打印大文件|
|信函质量打印机|价格高、速度慢，打印机制类似打字机，使用包含完整字符的打印球或打印轮，输出更清晰易读|常用于办公室正式通信、提案和报告的最终草稿|
|照相排版机|采用摄影技术在胶片或相纸上打印字符，有多种字体样式，字符更精细，使用可变宽度字体，可在同一页面混合不同样式和大小的字体|适用于对印刷质量要求较高的文档|
|激光打印机|能产生高分辨率字符（300 - 500 点每英寸），虽不如照相排版字符精细，但购买成本低，可在普通纸张上打印，运行成本低|逐渐普及，可满足多种文档打印需求|

早期，需要高质量印刷的文档通常会交给专业排版公司处理。AT&T 开发了排版标记语言和排版程序 troff，它是 nroff 的扩展且与之基本兼容。随着低成本激光打印机的发展，troff 的应用更加广泛。不过，要充分发挥激光打印机的性能，还需要合适的软件。对于大型文档，尤其是涉及可变字体大小、行距等高级格式设置时，标记语言比“所见即所得”系统更具优势。只有最昂贵的电子出版系统（大多基于先进的 UNIX 工作站）能同时实现屏幕预览和轻松更改整体文档格式的功能。

UNIX 的其他文字处理工具

文档编辑和格式设置只是文字处理的一部分。在撰写许多文档（如技术手册）时，作者很少从头开始。UNIX 的通信功能可以将远程系统中的文件传输到本地，方便获取已有资料。同时，UNIX 提供了许多分析和翻译工具，可帮助解读非标准格式的文件，还能进行文档内容的“剪切和粘贴”操作。

在文档撰写过程中，有程序可检查拼写、风格和用词，生成的报告有助于发现文档中可能影响用户阅读的语法或结构问题。对于需要反复修订的文档（如手册），UNIX 的程序开发工具（如 SCCS 和 diff）可用于比较不同版本，打印差异报告或生成带有更改标记的副本。

UNIX 为不畏惧计算机的作者提供了丰富的创作环境，用户可以编写命令文件或 shell 脚本，将单个程序组合成更复杂的工具，以满足特定需求。例如，自动索引生成是标准 UNIX 文字处理工具未涉及的复杂任务，但通过运用 UNIX 环境中的工具和一些创意，也能实现。

过去，完成一本书的多个步骤不由作者掌控，如校对、排版等由专业人员负责。而 UNIX 为作者提供了从开始到结束控制整个过程的工具，就像工匠能全程把控产品制作一样。熟悉 UNIX 基本工具后，用户还可设计额外的工具，通过编写 shell 脚本来利用 UNIX 资源解决问题，实现特定任务，这不仅能带来成就感，还能锻炼思维能力。UNIX 的强大之处在于其编程哲学，即系统的力量更多源于程序之间的关系，而不是程序本身。基于这种哲学构建的文档处理系统具有高度灵活性，能完成文字处理器难以完成或无法完成的任务。

UNIX 操作系统基础

UNIX 操作系统是一组程序，用于控制和组织计算机系统的资源和活动。这些资源包括硬件（如计算机内存、终端、打印机、磁盘驱动器等）和执行特定任务的软件实用程序。UNIX 是多用户、多任务操作系统，为用户提供了访问计算机资源和实用程序的环境，其核心是命令解释器——shell。

以下是 UNIX 基础操作的一些关键信息：
- UNIX Shell ：作为交互式计算机系统，UNIX 的 shell 接受用户在终端输入的命令，调用程序执行特定任务，并处理程序的输出，通常将结果显示在终端屏幕上。
- 命令格式 ：UNIX 命令有简单的单字命令（如“date”），也有复杂的需要指定选项和参数的命令。常见命令格式为“command option(s) argument(s)”。例如，“ls”命令用于列出当前目录下的文件，“ls -l”可修改文件信息的显示方式，“ls -l ch ”会显示所有以“ch”开头的文件信息。
- 系统提示 ：登录 UNIX 系统后，会出现系统提示。常见的 shell 有 Bourne shell（使用“$”作为提示符号）和 C shell（使用“%”作为提示符号），但系统提示可由管理员自定义。
- 命令输入与处理 *：输入命令时，字符会在屏幕上回显，按下“RETURN”键后 shell 才会解释命令。用户可使用删除键（如“DEL”或“BACKSPACE”）纠正输入错误。若命令无效，会返回错误信息。程序执行时，输出默认显示在屏幕上，可通过“CTRL - C”或“DEL”键中断程序，“CTRL - S”暂停输出，“CTRL - Q”恢复输出。部分命令会调用具有自身命令解释器和内部命令的实用程序，使用完后需使用特定命令退出并返回系统提示。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px

    A([开始输入命令]):::startend --> B(字符回显):::process
    B --> C{按下 RETURN 键?}:::decision
    C -->|是| D(Shell 解释命令):::process
    C -->|否| B
    D --> E{命令是否有效?}:::decision
    E -->|是| F(调用程序执行任务):::process
    E -->|否| G(返回错误信息):::process
    F --> H(输出结果到屏幕):::process
    H --> I{是否需要中断?}:::decision
    I -->|是| J(按下 CTRL - C 或 DEL 键中断程序):::process
    I -->|否| K(程序继续执行):::process
    K --> L(程序执行完毕):::process
    L --> M([返回系统提示]):::startend

• 输出重定向 ：多数程序会产生输出，包括标准输出和标准错误，默认都显示在屏幕上，但可分别进行操作。例如，“echo”命令用于在屏幕上显示文本，“cat”命令用于显示文件内容。使用输出重定向运算符“>”可将命令输出发送到文件，如“echo Call home at 3:00 > reminders”将文本写入“reminders”文件。若再次使用“>”重定向到同一文件，会覆盖原内容；使用“>>”则可在文件末尾追加内容。“cat”命令还可用于连接多个文件，如“cat reminders todolist”会依次显示两个文件的内容，“cat reminders todolist > do now”将两个文件内容合并到“do now”文件中。若文件不存在，即使重定向标准输出，也会打印错误消息。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px

    A([执行命令]):::startend --> B(产生输出):::process
    B --> C{是否重定向输出?}:::decision
    C -->|否| D(输出到屏幕):::process
    C -->|是| E{使用 > 还是 >>?}:::decision
    E -->|>| F(覆盖文件内容):::process
    E -->|>>| G(追加到文件末尾):::process
    F --> H(文件更新):::process
    G --> H
    D --> I([结束]):::startend
    H --> I

• 文件和目录 ：UNIX 文件系统由文件和目录组成，目录用于组织文件，类似于纸质文件系统中的文件抽屉。文件系统呈层次结构，可表示为倒置的树状结构，根目录位于顶部，包含其他目录，这些目录又可包含子目录。在包含多个磁盘或磁盘分区的系统中，可能存在多个文件系统，但通过挂载操作，对用户来说就像只有一个文件系统。

从打字机到文字处理器及 UNIX 基础入门

深入理解 UNIX 命令元素

在 UNIX 系统中，命令的构成元素有着明确的分工和用途。下面详细介绍命令、选项和参数的具体情况：
|元素|说明|示例|
| ---- | ---- | ---- |
|命令|用于标识要执行的软件程序或实用工具，以小写字母输入| ls （列出文件）、 date （显示日期）|
|选项|用于修改命令的执行方式，通常以减号加单个字母表示| ls -l （显示文件详细信息）|
|参数|指定命令操作的对象，可以是表达式或文件名，使用特殊元字符可代表多个文件名| ls -l ch* （显示以 ch 开头的文件信息）|

不同的命令有着各自独特的功能和使用场景，用户需要根据具体需求选择合适的命令，并搭配相应的选项和参数来完成任务。例如，当需要查看当前目录下所有文件的详细信息时，就可以使用 ls -l 命令。而如果只关注以特定字符开头的文件，就可以结合参数和元字符，如 ls -l ch* 。

输出重定向的更多应用场景

输出重定向在实际使用中有多种应用场景，除了前面提到的将命令输出保存到文件，还可以用于其他方面。
1. 创建日志文件 ：在执行一些需要记录操作过程的命令时，可以将输出重定向到日志文件中。例如，执行一个脚本文件，并将其输出记录到 script_log.txt 文件中：

./my_script.sh > script_log.txt

2. 合并多个文件输出 ：可以将多个命令的输出合并到一个文件中。比如，将 file1.txt 和 file2.txt 的内容合并到 merged.txt 文件中：

cat file1.txt file2.txt > merged.txt

3. 错误处理 ：可以将标准错误输出重定向到一个文件中，以便后续分析。例如，执行一个可能会出错的命令，并将错误信息保存到 error_log.txt 文件中：

some_command 2> error_log.txt

文件和目录操作的进阶技巧

在 UNIX 文件系统中，除了基本的文件和目录概念，还有一些进阶的操作技巧。
1. 目录切换 ：使用 cd 命令可以在不同目录之间切换。例如，切换到上级目录可以使用 cd .. ，切换到主目录可以使用 cd ~ 。
2. 文件查找 ：使用 find 命令可以根据文件名、文件类型、文件大小等条件查找文件。例如，查找当前目录下所有扩展名为 .txt 的文件：

find . -name "*.txt"

3. 文件权限管理 ：使用 chmod 命令可以修改文件或目录的权限。例如，将 my_file.txt 文件的权限设置为所有者可读、写、执行，组用户和其他用户只读：

chmod 744 my_file.txt

UNIX 文字处理的综合应用案例

下面通过一个综合案例来展示如何利用 UNIX 的各种工具进行文字处理。假设我们要编写一个技术文档，文档包含多个章节，每个章节有不同的标题级别。
1. 文档结构设计 ：使用标记语言（如 nroff）来定义文档结构。首先，定义不同级别的标题样式：

.H1 第一章 介绍
内容...
.H2 1.1 背景
内容...
.H2 1.2 目标
内容...
.H1 第二章 方法
内容...

2. 内容编辑 ：使用文本编辑器（如 vi 或 emacs）来编辑文档内容。在编辑过程中，可以使用 UNIX 的搜索和替换功能来快速修改文本。例如，将所有的“旧术语”替换为“新术语”：

sed -i 's/旧术语/新术语/g' my_document.txt

3. 格式检查 ：使用拼写检查和风格检查程序来检查文档中的错误。例如，使用 spell 命令检查文档中的拼写错误：

spell my_document.txt

4. 版本管理 ：使用 SCCS 或 diff 工具来管理文档的不同版本。例如，比较两个版本的差异：

diff version1.txt version2.txt

5. 打印输出 ：选择合适的打印机进行打印。如果需要高质量的输出，可以使用激光打印机或照相排版机。在打印前，可以使用输出重定向将文档内容输出到文件，然后再进行打印：

cat my_document.txt > print_file.txt
lpr print_file.txt

总结与展望

通过对 UNIX 文字处理相关知识的学习，我们了解到从打字机到文字处理器的发展历程中，UNIX 系统提供了丰富而强大的工具和功能。从简单的命令操作到复杂的文档处理，从基本的文件管理到高级的版本控制，UNIX 都能满足不同用户的需求。

在未来，随着计算机技术的不断发展，UNIX 文字处理工具也将不断完善和创新。例如，可能会出现更加智能化的文本编辑和格式设置工具，能够自动识别文档结构并进行优化；版本管理工具也可能会更加便捷和高效，支持多人协作和实时更新。

对于想要深入掌握文字处理技术的用户来说，学习和使用 UNIX 系统是一个不错的选择。通过不断实践和探索，用户可以充分发挥 UNIX 的优势，提高文字处理的效率和质量，创造出更加优秀的文档作品。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px

    A([开始编写文档]):::startend --> B(设计文档结构):::process
    B --> C(编辑文档内容):::process
    C --> D(格式检查):::process
    D --> E{是否有错误?}:::decision
    E -->|是| C
    E -->|否| F(版本管理):::process
    F --> G(打印输出):::process
    G --> H([完成文档]):::startend