Linux系统之路——用CentOS 7打造合适的科研环境
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux系统之路——用CentOS 7打造合适的科研环境相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
CentOS 7的安装与其他Linux发行版的安装差不多，个别地方稍有不同。
- 准备材料
- U盘：容量700M以上，用于制作U盘启动盘，因为在制作启动盘时会格式化U盘，所以U盘内不要包含重要资料
- CentOS 7.1 LiveCD ISO镜像文件
- Universal USB installer ：Windows下的U盘启动盘制作工具
- 一个已安装Windows的电脑：用于制作U盘启动盘
- 运行Universal USB installer并制作U盘启动盘
- 将U盘插入计算机，重启，进入Bios选择从U盘启动，即可进入CentOS的LiveCD
- 进入LiveCD后，点击桌面的“Install to Hard Drive”即可安装
注：Linux下可以通过 dd 命令制作启动盘，但由于对原理不够了解，偶尔会导致制作失败，或制作成功后U盘容量有问题，还是用Windows下的Universal USB installer比较靠谱。
- 选择安装过程中使用的语言，这里应 使用英语，不要使用汉语 。若安装界面使用汉语，最终安装的系统中会出现两个比较麻烦的问题：选择区域和城市：Asia和Shanghai
- 家目录下的系统文件夹，比如Downloads、Desktop等会以中文表示，这使得在命令行 cd 变得很麻烦；
- 终端中某些字符用英文字体，某些字符用中文字体，效果非常差，需要自己修改终端字体方可；
- 键盘使用English(US)而不是English(UK)
- Hostname可以改也可以不改，我用 saturn.geolab
- 安装的目的地，选择要使用的硬盘，在“Other Storage Options”处选择“I will configure partioning”，即手动分区
CentOS 7的分区似乎比较特别，自认为经验很丰富的我在第一次安装CentOS7时还是在分区上耽误了很多时间。后来找到比较合适的分区方法，如下：
- 点击“Click here to create them automatically”，即让安装程序帮忙分区
- 默认的分区方案是使用LVM，其好处在于“当机器有多块硬盘时，在使用的时候看上去只有一块”
- 默认的文件系统为XFS而不是以前常用的EXT4；
- 自动分区完成后，再根据自己的需求，手动修改分区细节
- /boot ：CentOS自动分配，一定不要乱改；
- / ：根目录，合理使用并及时清理的话15G就够了，不过建议30G以上；
- swap ：与物理内存大小一致即可
- /opt ：个人习惯是将第三方软件都安装在 /opt 下，所以分了70G
- /home ：余下的全部空间
- 点击“Begin to Install”开始安装
- 设置root密码
- 创建一般用户
- 等待安装完成
- 安装完成，重启
- 重启后，同意License即可
为了搭建一个稳定的系统，尽量避免因为各种瞎折腾而导致的系统问题，特订立了一些软件安装的原则。具体参见《 CentOS 7下的软件安装方法与策略 》。
默认情况下，一般账号是没有root权限的。为什么不直接用root账号，而是要给一般账号root权限呢？
- 日常工作中使用root账号，是非常糟糕且危险的习惯！无论是服务器还是个人电脑都是如此。
- 安装软件时需要root权限，只能 su 切换到root账户再安装。对于习惯使用 sudo 的人来说，还是有些麻烦。
假设账户名为seisman，要授予他root权限，则要修改配置文件 /etc/sudoers
$ su
# echo ‘seisman ALL=(ALL) ALL‘ >> /etc/sudoers # 向配置文件中加入语句
# tail -1 /etc/sudoers # 检查一下是否正确
seisman ALL=(ALL) ALL
其中seisman为当前用户名。
CentOS由于很追求稳定性，所以官方源中自带的软件不多，因而需要一些第三方源，比如EPEL、ATrpms、ELRepo、Nux Dextop、RepoForge等。根据上面提到的软件安装原则，为了尽可能保证系统的稳定性，此处大型第三方源只添加EPEL源、Nux Dextop和ELRepo源。
EPEL 即Extra Packages for Enterprise Linux，为CentOS提供了额外的10000多个软件包，而且在不替换系统组件方面下了很多功夫，因而可以放心使用。
sudo yum install epel-release
执行完该命令后，在 /etc/yum.repos.d 目录下会多一个 epel.repo 文件。
Nux Dextop 中包含了一些与多媒体相关的软件包，作者尽量保证不覆盖base源。官方说明中说该源与EPEL兼容，实际上个别软件包存在冲突，但基本不会造成影响:
sudo rpm -Uvh http://li.nux.ro/download/nux/dextop/el7/x86_64/nux-dextop-release-0-5.el7.nux.noarch.rpm
完成该命令后，在 /etc/yum.repos.d 目录下会多一个 nux-dextop.repo 文件。
ELRepo 包含了一些硬件相关的驱动程序，比如显卡、声卡驱动:
sudo rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
sudo rpm -Uvh http://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-2.el7.elrepo.noarch.rpm
完成该命令后，在 /etc/yum.repos.d 目录下会多一个 elrepo.repo 文件。
yum-axelget 是EPEL提供的一个yum插件。使用该插件后用yum安装软件时可以并行下载，大大提高了软件的下载速度，减少了下载的等待时间:
sudo yum install yum-axelget
安装该插件的同时会安装另一个软件axel。axel是一个并行下载工具，在下载http、ftp等简单协议的文件时非常好用。
在进一步操作之前，先把已经安装的软件包都升级到最新版:
sudo yum update
要更新的软件包有些多，可能需要一段时间。不过有了yum-axelget插件，速度已经快了很多啦。
此处建议重启。
在前面的 yum update 执行之后，可能会将kernel也一起更新，则在启动CentOS时启动项中会有很多项。
确认当前使用的kernel版本号:
$ uname -r
.10.0-123.9.3.el7.x86_64
查找当前系统安装的所有kernel:
$ rpm -qa | grep kernel | sort
kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
kernel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64
kernel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.9.2.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-headers-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-tools-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
kernel-tools-libs-3.10.0-123.9.3.el7.x86_64
可以看出有三个版本的kernel，123.8.1、123.9.2和123.9.3。除了最新的kernel外，建议多保留一个旧kernel，以免新kernel出现问题时可以通过旧kernel进入系统。因而此处删除123.8.1版本的kernel:
sudo yum remove kernel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
sudo yum remove kernel-devel-3.10.0-123.8.1.el7.x86_64
sudo yum install gcc # C编译器
sudo yum install gcc-c++ # C++编译器
sudo yum install gcc-gfortran # Fortran编译器
sudo yum install compat-gcc-44 # 兼容gcc 4.4
sudo yum install compat-gcc-44-c++ # 兼容gcc-c++ 4.4
sudo yum install compat-gcc-44-gfortran # 兼容gcc-fortran 4.4
sudo yum install compat-libf2c-34 # g77 3.4.x兼容库
sudo yum install make
sudo yum install gdb # 代码调试器
sudo yum install cmake # Cmake
sudo yum install git # 版本控制
sudo yum install tig # git的文本模式接口
sudo yum install git-svn # git的svn插件
Linux默认只使用开源的显卡驱动，就目前的情况来看，开源驱动的效果还是不错的，但跟官方的闭源驱动相比还是有一定差距。最明显的区别是，在使用SAC的ppk功能放大波形时，使用开源驱动会出现延迟，而使用官方闭源则整个过程非常顺畅。
关于显卡驱动的安装，请参考 Linux下安装nvidia显卡驱动 一文中的“从ELRepo源中安装驱动”部分。
注意 ：目前的显卡驱动似乎有问题，安装后终端有时会出现屏幕闪烁、一屏文字上下重复跳动的情况，稍微有些影响用vim写代码。是否要安装显卡驱动自己决定。
CentOS下默认无法挂载NTFS格式的硬盘。需安装nfts-3g即可实现即插即用:
sudo yum install ntfs-3g
Java的一大特色在于跨平台，安装了Java运行环境，即可运行Java程序:
sudo yum install java # java运行环境
Clang可以认为是GCC的替代品，可以用于编译C、C++、Objective-C和Objective-C++。其提供了更友好的报错信息，在有些方面比GCC更友好，同时其提供了一个代码静态分析器，可以用于分析代码中可能出现的bug和内存溢出问题。
sudo yum install clang # clang编译器
sudo yum install clang-analyzer # clang静态分析器
Intel的大部分软件都是非开源且收费的，但同时部分软件也提供了Linux下的非商业免费版。比如icc、mkl数学库以及代码性能分析工具等。
Intel软件的申请以及安装参考《 Intel非商业免费开发工具 》。
还有一点需要注意的是，Intel也提供了并行相关的几个命令，比如mpicc、mpirun。所以openmpi、mpich和intel三者，在并行时只能用其中一个。
并行可以用openmpi，也可以用mpich，二者应该是并列的。但是由于二者提供了几乎一样的命令，所以二者可以同时安装，但是不可以同时处于使用状态。
安装openmpi:
sudo yum install openmpi openmpi-devel
安装后，二进制文件位于 /usr/lib64/openmpi/bin 下，动态库文件位于 /usr/lib64/openmpi/lib 下，因而实际使用的话还需要额外的配置，在.bashrc 中加入如下语句:
export PATH=/usr/lib64/openmpi/bin/:${PATH}
module load mpi/openmpi-x86_64
PS：要使用 module 命令需要先安装 environment-modules 包。
安装mpich:
sudo yum install mpich mpich-devel
安装后，二进制文件位于 /usr/lib64/mpich/bin 下，动态库文件位于 /usr/lib64/mpich/lib 下，因而实际使用的话还需要额外的配置，在 .bashrc中加入如下语句:
export PATH=/usr/lib64/mpich/bin/:${PATH}
module load mpi/mpich-x86_64
CentOS 7.0自带了Perl 5.16.3（2013年03月11日发布），目前的最新版本为5.20.1（2014年09月14日发布）。
系统自带Perl，就目前来看，版本不算老，基本够用。官方源和EPEL源中提供了1000多个模块，可以直接用yum安装:
sudo yum install perl-Parallel-ForkManager # 并行模块
若源中没有已打包好的模块，也可以使用perl自带的cpan来安装模块。
优先级：yum > cpan。
若需要使用最新版本的perl，可以使用 plenv 安装新版本的perl，并使用plenv提供的cpanm命令安装模块:
cpanm install Parallel::ForkManager # 并行模块
CentOS 7.0自带Python 2.7.5，目前Python 2的最新版本为2.7.8，Python 3的最新版本为3.4.2。
系统自带的Python 2.7.5，基本已经够用，Python 2常用的模块在官方源或EPEL源中也有有编译好的包，因而直接通过yum安装即可:
sudo yum install python-matplotlib # 2D绘图库
sudo yum install PyQt4 # Qt4的Python绑定
sudo yum install numpy # 数组操作库
sudo yum install scipy # 科学计算库
sudo yum install python-requests # 网页请求
sudo yum install python-docopt # 命令行参数分析器
sudo yum install gdal-python # gdal的Python绑定
Python2与Python3之间是不完全兼容的，而我以Python3为主，所以需要安装一个Python3。
首先，安装 pyenv 来管理多个Python版本，然后利用pyenv安装anaconda3（即Python 3.4）。anaconda自带了众多科学计算所需的包，免去了安装的麻烦，对于其他包，则可以利用Python自带的pip安装:
pip install requests
pip install docopt
- vim
- sublime text 3
- Visual Studio Code
- Python IDE： PyCharm Community Edition
大多数Linux发行版都自带LibreOffice:
sudo yum install libreoffice
LibreOffice与Microsoft Office的兼容性不太好，操作界面与MS Office也有较大差异，让人不太习惯。
若在Linux下对于文档处理有更高一些的要求，可以尝试目前还处于测试版的WPS Office for Linux。WPS Office的兼容性以及界面都比LibreOffice要好很多，值得期待，当然还是不能做到完全兼容MS Office。
安装过程参考 CentOS下安装WPS Office 一文。
系统自带的evince阅读器，可以打开PS和PDF文件，基本足够日常的使用了。
zathura可以查看PS、PDF、djvu格式的文件，可以作为evince的替代品:
sudo yum install zathura zathura-plugins-all
sudo yum install ghostscript
官方网站: https://code-industry.net/free-pdf-editor/
sudo yum localinstall http://get.code-industry.net/public/master-pdf-editor3-3.2.62-1.x86_64.rpm
系统是自带了TeXLive，版本较老，还是安装最新版比较好。
参考 Linux下安装TeXLive 一文。
Mendeley是一个跨平台的文献管理软件，其内部自带了一个可以添加注释的PDF阅读器。
下载Generic Linux (64 bits) ： http://www.mendeley.com/download-mendeley-desktop
安装:
tar -xvf mendeleydesktop-1.12.3-linux-x86_64.tar.bz2 # 解压
sudo mv mendeleydesktop /opt # 复制到/opt下
cd /opt/mendeleydesktop/bin # cd进去
./install-mendeley-link-handler.sh /opt/mendeleydesktop/bin/mendeleydesktop
sudo yum install qtwebkit # 安装依赖包
注销重新登陆，在Application->Education下即可看到mendeley的相关项目。不过是没有软件的图标的，强迫症不能忍，用下面的命令解决:
cp /opt/mendeleydesktop/share/icons/hicolor/128x128/apps/mendeleydesktop.png ~/.local/share/icons/
默认的浏览器是Firefox，还是更喜欢Chrome浏览器。
Google官方源在国内可能无法正常访问，故而添加Fedora中文社区提供的镜像源:
sudo wget http://repo.fdzh.org/chrome/google-chrome-mirrors.repo -P /etc/yum.repos.d/
安装:
sudo yum install google-chrome-stable
也可以选择Opera浏览器。
下载地址： http://www.opera.com/download/guide/?os=linux
选择CentOS RPM package进行下载。下载完成后，执行:
sudo yum localinstall opera-12.16-1860.x86_64.rpm
想要卸载的话，就执行:
sudo yum remove opera
Flash插件主要是看在线视频的时候要用。Google浏览器自带了Flash插件，所以这里安装的flash插件主要是为了firefox。
sudo rpm -ivh http://linuxdownload.adobe.com/adobe-release/adobe-release-x86_64-1.0-1.noarch.rpm
sudo rpm --import /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-adobe-linux
sudo yum install flash-plugin
解压7z或zip格式需要p7zip，由EPEL提供:
sudo yum install p7zip
解压rar格式需要unrar，该软件由Nux Dextop提供:
sudo yum install unrar
FTP客户端，还是有界面的filezilla比较方便些。
sudo yum install filezilla
这一类工具能够在不同方面提高科研的效率，也提高了使用者的体验。
Gnome自带的终端模拟器是gnome-terminal。经常会需要开十几个终端，切换和管理起来比较麻烦。
terminator有很多功能，我只用到了终端分割的功能。 Ctrl+Shift+O 对终端水平分隔， Ctrl+Shift+E 对终端垂直分隔， Alt+上下左右 可以在各子终端中切换。terminator由Nux Dextop提供:
sudo yum install terminator
有些时候需要临时执行一两个命令，但是又不想额外启动一个终端的情况下，guake是个不错的选择。
sudo yum install guake
安装完成后，在Application->System Tools里找到guake Terminal即可启动。按下F12即可呼出guake，再次按下F12即可隐藏。也可在终端执行guake-prefs 对gauke进行配置。
Linux下有很多shell，比如最常见的bash，除此之外还有csh、ksh。zsh也是一个shell。
zsh的特点在于：
- 语法基本完全兼容于bash，一般用户完全体会不到其区别
- zsh提供命令补全特性，比bash的补全要更好用
- 可配置性强
完全不经配置的zsh已经很好用了，一般用户也没必要花时间研究配置。 oh my zsh 是一群人一起维护的一套zsh配置文件。直接用这个配置文件，稍稍了解一点会有更好的体验。
安装zsh:
sudo yum install zsh
安装oh my zsh:
curl -L http://install.ohmyz.sh | sh
上面的命令，做了如下几件事情：
- 下载 oh my zsh 到 ~/.oh-my-zsh
- 备份已有的zsh配置文件 ~/.zshrc ，并复制新的 .zshrc 文件
- 将当前用户的默认shell由bash改成zsh
第三步中，会报错如下： chsh: "/usr/bin/zsh" is not listed in /etc/shells. ，需要手动修改默认shell:
chsh -s /bin/zsh
chsh命令修改的是login shell，因而需要退出当前用户并重新登陆，以后用户的默认shell就从bash变成了zsh，所有的配置都不用写到 .bashrc而要写到 .zshrc 中。
在 .zshrc 中可以选择喜欢的主题，以及适当数量的插件。下面列出我在用的插件:
- git
该插件为git的众多常用命令提供了更简单的别名，比如 git status 的别名是 gst ，大大减少了击键数。但该插件中 git mergetool --no-prompt 的别名是 gmt ，与GMT软件冲突，需要将该插件的目录git复制到custom/plugins下，然后删除其中的gmt别名；
- 命令补全插件: pip, pyenv
- sudo：按两下 ESC 即可在当前命令前加上 sudo
- yum：为常见的yum命令提供别名
autojump 是一个非常智能的目录快速切换的工具。简单演示如下:
$ pwd
/home/seisman
$ cd Desktop
$ cd /opt
$ cd /usr/local
# 用j命令迅速从/usr/local跳转到与des匹配的目录，这里只有Desktop可以匹配
$ j des
$ pwd
/home/seisman/Desktop
用法差不多就这样，具体看项目主页。
安装:
sudo yum install autojump
sudo yum install autojump-zsh
刚安装的系统可能是没有中文输入法的，源中带的中文输入法应该是ibus，使用效果一般。fcitx是更好的选择，基于fcitx框架的搜狗输入法或许是更好的选择。
参考 CentOS7安装fcitx中文输入法 。
科学上网几乎已经成为每个搞科研的人的必备技能。
科学上网的方式有很多，这里只说HostTool： https://hosts.huhamhire.com/
HostTool科学上网本质上就是用最新的host文件替代了系统自带的host文件。
下载解压后，进入目录，直接 sudo python2 hoststool.py 即可运行，具体的用法自己研究一下。
编程要用等宽字体，这点是常识了。一款适合编程的等宽字体，至少要满足如下几个要求：
- 易于区分“1”、“i”和“l”
- 易于区分“0”、“o”和“O”
- 易于区分中文下的左引号和右引号
- 美观
目前选择的Source Code Pro。将解压后的字体文件放在 ~/.fonts 目录下，并修改终端、gedit以及其他编辑器、IDE等的默认字体。
有时候可能需要在Windows下做一些操作，如果机器性能足够好的话，可以安装虚拟机。
VirtuabBox的安装:
wget http://download.virtualbox.org/virtualbox/rpm/rhel/virtualbox.repo
sudo mv virtualbox.repo /etc/yum.repos.d/
sudo yum install VirtualBox-5.0
需要注意两点：
- 若机器性能不够，虚拟机的使用体验会非常差，所以不建议在老机器上使用；
- 更新kernel之后需要执行 sudo /etc/init.d/vboxdrv setup ；
- 在VirtualBox安装虚拟系统后，记得使用“设备”->“安装增强功能”，使用效果会更好；
gnome-boxes是GNOME3开发的一个虚拟机工具，使用体验不如VirtualBox:
sudo yum install gnome-boxes
Wine是一个可以让Windows程序运行在Linux下的软件。类似虚拟机，但跟虚拟机又不太一样:
sudo yum install wine
网盘根据功能大概可以分为两类：同步网盘和备份网盘。既然是同步网盘，Linux下的客户端必不可少。就目前已知的情况来看，CentOS7下能使用的同步网盘只有三个：Dropbox、MEGA和坚果云。
我主要用同步网盘将Linux机器上的PDF文献同步到iPad上。
又是一个被墙的工具，熟练掌握科学上网技巧的人可以使用，一般人还是不要用了。
wget https://www.dropbox.com/download?dl=packages/fedora/nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm
sudo rpm -i nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm
MEGA： https://mega.co.nz/
免费容量50G，作为同步盘来说基本是够用了。
# 下载主程序
wget https://mega.nz/linux/MEGAsync/CentOS_7/x86_64/megasync-CentOS_7.x86_64.rpm
# 下载文件管理器扩展（可选）
wget https://mega.nz/linux/MEGAsync/CentOS_7/x86_64/nautilus-megasync-CentOS_7.x86_64.rpm
sudo yum localinstall megasync-CentOS_7.x86_64.rpm
sudo yum localinstall nautilus-megasync-CentOS_7.x86_64.rpm
国内的全平台同步网盘，不限空间，但限制每月上传流量1G，下载流量3G。
# 坚果云依赖于notify-python
sudo yum install notify-python
# 下载
wget https://jianguoyun.com/static/exe/installer/fedora/nautilus_nutstore_amd64.rpm
sudo rpm -i nautilus_nutstore_amd64.rpm
you-get 和 youtube-dl <https://github.com/rg3/youtube-dl> 是两个用于从视频网站上下载视频文件的工具。其中，后者支持的网站更多，但前者对国内的视频网站支持更好。
pip install you-get
pip install youtube-dl
# EPEL中提供了youtube-dl包，因而也可以使用yum安装。一般来说，pip安装的版本更新一些
cpdf 是一个跨平台的PDF处理工具，可以完成常见的PDF合并、切割、加密解密、书签、水印等功能。
下载已编译好的 二进制包 ，解压，并将与自己的平台对应的二进制文件复制到 ${HOME}/bin 目录下即可使用。
transmission是Linux下常用的Torrent下载软件:
sudo yum install transmission
在“Application”->“Internet”->中可以启动transmission。
uGet是Linux下的一个下载工具，支持HTTP、HTTPS、FTP、Torrent等，支持多连接，并可以监视剪贴板:
sudo yum --enablerepo=epel-testing install uget aria2
GNOME自带了截图工具。 PrtScn 为截取整个屏幕； Alt+PrtScn 为截取当前窗口； Shift+PrtScn 为自定义截屏区域。
shutter 是一个功能更强大的截图工具，支持不同的截图方式、图片格式，还支持图片的简单编辑与注释:
sudo yum install shutter
可以通过 修改快捷键使shutter成为默认的截图工具 。
sudo yum install nfs-utils # 挂载NFS文件系统所必须
sudo yum install xclip # 终端的文本复制工具
sudo yum install ImageMagick # 其中的import和convert命令很有用
sudo yum install dos2unix unix2dos # Windows和Linux换行符互相转换
sudo yum install meld # 图形界面下的文件差异比较工具
Nux Dextop提供了mplayer和VLC，可以用于播放常见格式的音频和视频，二者选其一安装即可:
sudo yum install mplayer
sudo yum install vlc
sudo yum install 2048-cli # 2048命令行版
理论上Google Earth应该可以跟Google Chrome用类似的方法来安装的，但是由于Google Earth的rpm包存在bug，导致无法通过上面的方法安装。
$ cd -
$ wget https://dl.google.com/dl/earth/client/current/google-earth-stable_current_x86_64.rpm
$ rpm2cpio google-earth-stable_current_x86_64.rpm | cpio -div
$ sudo cp -r opt/google/earth /opt/google/
$ sudo cp etc/cron.daily/google-earth /etc/cron.daily/
$ rm -rf usr opt etc
$ sudo ln -s /opt/google/earth/free/googleearth /usr/bin/google-earth
安装完成后，启动后奔溃。。
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