第1章: Linuxの世界への第一歩
前提（検証環境）
- WSL2 上の Ubuntu（例: 22.04/24.04）
- 本章のコマンドは Ubuntu 側のターミナルで実行する
- Windows 側のファイルは
/mnt/cなどにマウントされる（性能特性の差に留意）
この章の目標
- Linux の基本概念を把握する
- 基本コマンド 10 個の用途を説明できる
- ファイルとディレクトリを操作できる
できるようになること
- ターミナルで基本的なファイル操作ができる
- コマンドラインで作業を進められる
- Linux のディレクトリ階層の概要を説明できる
1.1 Linux ファイルシステムの構造理解
なぜファイルシステムを理解する必要があるのか？
Windows では、エクスプローラーを使って視覚的にファイルを操作します。 Linux では主にコマンドでファイルを操作するため、「現在地（作業ディレクトリ）」と「配置」を把握することが重要です。
Linux のディレクトリ階層の考え方
Linux は Windows と異なる設計思想を持ちます。本書では差分を整理しながら説明します。
例えとして、次のように捉えると理解しやすくなります。
- Windows は「複数の建物（C:、D: ドライブ）」がある
- Linux は「1 つの大きな建物（/）」の中にすべての部屋がある
上の図は、Linux ファイルシステムの階層構造の概要を示しています。ルートディレクトリ（/）を起点として、役割ごとにディレクトリが配置されます。
# 現在位置の確認
pwd
# 出力例: /home/username
# ルートディレクトリへ移動
cd /
# 主要ディレクトリの確認
ls -la
主要ディレクトリの役割は次のとおりです。
/home: ユーザーのホームディレクトリ/etc: システム設定ファイル/var: 可変データ（ログ、キャッシュ）/usr: ユーザープログラム/tmp: 一時ファイル（再起動で削除）
WSL2 環境での特性
WSL2 では、Windows ファイルシステムが /mnt 以下にマウントされます。
# Windowsのドライブ確認
ls /mnt/
# 出力: c d （ドライブに応じて）
# WindowsのCドライブアクセス
cd /mnt/c/Users/
ls
1.2 必須コマンド10個の習得
学習の進め方（目安）
- 基礎:
ls（一覧）、cd（移動）、pwd（現在地） - 次に:
mkdir（作成）、cp（コピー）、rm（削除） - 必要に応じて: その他のコマンド
1. pwd - 現在のディレクトリ確認（Print Working Directory）
pwd
# 実行結果例：
# /home/username
# これは「現在、/home/username にいる」という意味
利用場面
- 作業ディレクトリを見失った場合
- スクリプトで現在位置を確認する場合
2. ls - ファイル・ディレクトリ一覧（List）
# 基本形（シンプル表示）
ls
# 実行結果例：
# Desktop Documents Downloads Pictures
# 詳細表示（頻用）
ls -la
# 実行結果例：
# total 32
# drwxr-xr-x 5 user user 4096 Jan 15 10:30 .
# drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jan 10 09:00 ..
# drwxr-xr-x 2 user user 4096 Jan 15 10:00 Desktop
# -rw-r--r-- 1 user user 220 Jan 10 09:00 .bashrc
# 人間が読みやすいサイズ表示
ls -lh
# 実行結果例：
# -rw-r--r-- 1 user user 1.5K Jan 15 10:25 file.txt
# ↑ キロバイト表示（例: 1.5K）
ls の出力の読み方（要点）
drwxr-xr-x 2 user group 4096 Jan 15 10:30 directory
│└─┴─┴─┘ │ │ │ │ │ │
│権限 │ │ │ │ │ └─名前
│ │ │ │ │ └─更新日時
│ │ │ │ └─サイズ（バイト）
│ │ │ └─グループ（チーム名）
│ │ └─所有者（持ち主）
│ └─リンク数（通常は参照程度）
└─種類（d:フォルダ、-:ファイル）
3. cd - ディレクトリ移動
# ホームディレクトリへ
cd
# または
cd ~
# 親ディレクトリへ
cd ..
# 絶対パス指定
cd /var/log
# 相対パス指定
cd ./subdirectory
# 直前のディレクトリへ戻る
cd -
4. mkdir - ディレクトリ作成
# 単一ディレクトリ作成
mkdir testdir
# 親ディレクトリも含めて作成
mkdir -p project/src/main
# 複数同時作成
mkdir dir1 dir2 dir3
# 権限指定
mkdir -m 755 public
5. touch - ファイル作成・タイムスタンプ更新
# 新規ファイル作成
touch newfile.txt
# 複数ファイル作成
touch file1.txt file2.txt file3.txt
# タイムスタンプ更新（既存ファイル）
touch existing.txt
6. cp - コピー
# ファイルコピー
cp source.txt destination.txt
# ディレクトリ再帰コピー
cp -r sourcedir/ destdir/
# 上書き前に確認
cp -i source.txt destination.txt
# 属性保持コピー
cp -p source.txt destination.txt
7. mv - 移動・名前変更
# ファイル名変更
mv oldname.txt newname.txt
# ディレクトリ移動
mkdir -p ~/documents
mv file.txt ~/documents/
# 複数ファイル移動
mkdir -p ~/logs/archive
mv *.log ~/logs/archive/
# 上書き前に確認
mv -i source.txt destination.txt
8. rm - 削除
# ファイル削除
rm file.txt
# 確認付き削除（推奨）
rm -i file.txt
# ディレクトリ削除
rm -r directory/
# 強制削除（注意）
rm -rf directory/
# 安全な使用例（$HOME 配下に限定し、対象を確認してから実行）
rm -rf -- "$HOME/tmp"/*
# 危険な例（実行禁止）
# rm -rf / # システム全体削除
9. cat - ファイル内容表示
# ファイル表示
cat file.txt
# 複数ファイル連結
cat file1.txt file2.txt > combined.txt
# 行番号付き表示
cat -n file.txt
# 改行・タブを可視化
cat -A file.txt
10. less - ページング表示
# ファイルをページング表示
less largefile.log
# 操作方法：
# Space: 次ページ
# b: 前ページ
# /word: 検索
# n: 次の検索結果
# G: 最終行へ
# g: 先頭行へ
# q: 終了
# パイプラインでの使用
ls -la /etc | less
1.3 パーミッション（権限）の理解と操作
権限の基本構造
# 権限確認
ls -l script.sh
# 出力: -rwxr-xr-- 1 user group 245 Jan 15 10:30 script.sh
# 権限の意味
# rwx r-x r--
# │││ │││ │││
# │││ │││ └┴┴─ その他（other）: 読み取りのみ
# │││ └┴┴─ グループ（group）: 読み取り・実行
# └┴┴─ 所有者（user）: 読み取り・書き込み・実行
上の図は、Linuxのファイルパーミッション（権限）システムを分かりやすく説明しています。所有者、グループ、その他のユーザーごとに、読み取り（r）、書き込み（w）、実行（x）の権限がどのように設定されるかを視覚的に理解できます。
chmod - 権限変更
# 数値指定（推奨）
chmod 755 script.sh # rwxr-xr-x
chmod 644 data.txt # rw-r--r--
chmod 600 secret.key # rw-------
# 記号指定
chmod +x script.sh # 実行権限追加
chmod -w file.txt # 書き込み権限削除
chmod u+x,g+r file # 所有者に実行、グループに読み取り追加
権限の数値表現は次のとおりです。
- 4: 読み取り（r）
- 2: 書き込み（w）
- 1: 実行（x）
- 合計値: 7=rwx、6=rw-、5=r-x、4=r–
実践演習: スクリプト作成と実行
# 1. スクリプト作成
echo '#!/bin/bash' > hello.sh
echo 'echo "Hello, Linux!"' >> hello.sh
echo 'date' >> hello.sh
# 2. 権限確認
ls -l hello.sh
# 出力: -rw-r--r-- （実行権限なし）
# 3. 実行試行（失敗）
./hello.sh
# エラー: Permission denied
# 4. 実行権限付与
chmod +x hello.sh
# または
chmod 755 hello.sh
# 5. 実行（成功）
./hello.sh
# 出力: Hello, Linux!
# Tue Jan 15 10:30:45 JST 2025
1.4 WSL2特有のファイル操作
Windows-Linux間のファイル共有
注意: Windows のユーザー名（C:\Users\...）と Ubuntu のユーザー名（whoami）は一致しない場合があります。<WindowsUser> は実環境に合わせて読み替えてください。
# LinuxからWindowsファイルへアクセス
# Windows側ユーザー名の確認
ls /mnt/c/Users
# 例: デスクトップのファイルをコピー
cp "/mnt/c/Users/<WindowsUser>/Desktop/document.txt" ~/
# WindowsからLinuxファイルへアクセス
# エクスプローラーで開く
explorer.exe .
# WSL2のネットワークパス（例。ディストリビューション名は環境により異なる）
# \\wsl$\<DistroName>\home\<linuxuser>
パフォーマンス考慮事項
# 高速: Linux側ファイルシステム
time find ~ -name "*.txt" | head -100
# 低速: Windows側ファイルシステム
time find /mnt/c -name "*.txt" | head -100
# 推奨: 作業ファイルはLinux側に配置
cp -r /mnt/c/project ~/
cd ~/project
# 作業実施
改行コード問題の対処
# Windows改行（CRLF）確認
cat -A windows_file.txt
# 出力: line1^M$
# Linux改行（LF）へ変換
# dos2unix がない場合: sudo apt install -y dos2unix
dos2unix windows_file.txt
# またはsedで変換
sed -i 's/\r$//' windows_file.txt
# 確認
cat -A windows_file.txt
# 出力: line1$
1.5 演習問題
演習1: ディレクトリ構造作成
以下の構造を作成してください。
~/project/
├── src/
│ ├── main/
│ └── test/
├── docs/
├── config/
└── README.md
解答例は次のとおりです。
mkdir -p ~/project/{src/{main,test},docs,config}
touch ~/project/README.md
tree ~/project # treeコマンドで確認（未導入の場合: sudo apt install -y tree）
演習2: ファイル操作練習
# 1. testディレクトリ作成
mkdir ~/file_practice
cd ~/file_practice
# 2. 10個のファイル作成
for i in {1..10}; do touch file$i.txt; done
# 3. 偶数番号ファイルをevenディレクトリへ移動
mkdir even
mv file{2,4,6,8,10}.txt even/
# 4. 奇数番号ファイルをアーカイブ
tar -czf odd_files.tar.gz file*.txt
# 5. クリーンアップ
rm file*.txt
演習3: 権限管理
# セキュアなディレクトリ作成
mkdir ~/secure
chmod 700 ~/secure
# 共有ディレクトリ作成
mkdir ~/shared
chmod 755 ~/shared
# 実行可能スクリプト作成
cat << 'EOF' > ~/backup.sh
#!/bin/bash
mkdir -p "$HOME/documents"
tar -czf "backup_$(date +%Y%m%d).tar.gz" "$HOME/documents"
EOF
chmod 750 ~/backup.sh
1.6 トラブルシューティング
よくある問題と対処
| 症状 | 原因 | 対処法 |
|---|---|---|
ls: cannot access |
ディレクトリが存在しない | パスを確認、pwdで現在位置確認 |
Permission denied |
権限不足 | ls -lで権限確認、必要に応じてsudo使用 |
No such file or directory |
ファイルパス誤り | タブ補完使用、大文字小文字確認 |
Directory not empty |
空でないディレクトリ削除 | rm -r使用 |
/mnt/cが遅い |
ファイルシステム越境 | Linux側へファイルコピー |
デバッグのコツ
# コマンド実行前の確認
ls target_file.txt # ファイル存在確認
pwd # 現在位置確認
# エラー時の情報収集
echo $? # 直前のコマンドの終了コード（0=成功）
type command_name # コマンドの場所確認
which command_name # 実行ファイルパス確認
まとめ
本章で扱った 10 個のコマンドは、Linux の基本操作で頻出です。特に重要な観点は次の 3 点です。
- 階層構造の把握:
pwdとcdで現在地を把握する - 権限の確認:
ls -laで権限を確認する - 安全な削除:
rm -rfは最終手段とし、対象を確認して実行する
次章では、これらのコマンドを組み合わせたテキスト処理を扱います。
次章へ: 第2章 テキスト処理の基本