Shell क्या है?

यदि आप Microsoft, Apple, या Linux ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) पर काम कर रहे हैं, तो संभव है कि आप जाने-अनजाने shell स्क्रिप्ट्स का इस्तेमाल कर रहे हों। दरअसल, हर बार जब आप अपना Linux OS बूट करते हैं, तब आप shells से इंटरैक्ट करते हैं। 

Shell स्क्रिप्ट्स प्रोग्रामरों, डेटा वैज्ञानिकों और सामान्य उपयोगकर्ताओं को ऑटोमेशन के ज़रिए समय बचाने और दोहराव वाले कार्यों से बचने में मदद करती हैं। उदाहरण के लिए, स्क्रिप्ट्स रोज़ाना बैकअप ले सकती हैं, पैच इंस्टॉल कर सकती हैं, सिस्टम और गतिविधि की मॉनिटरिंग कर सकती हैं, और नियमित ऑडिट कर सकती हैं। 

Shells इंसानी समझ वाली सहज कमांड्स पढ़ती हैं और उन्हें ऐसी भाषा में बदलती हैं जिसे सिस्टम समझ सके। 

Shell क्या है?

Shell एक तरह का कंप्यूटर प्रोग्राम है जिसे कमांड-लाइन इंटरप्रेटर कहा जाता है। यह Linux और Unix उपयोगकर्ताओं को कमांड-लाइन इंटरफेस के जरिए अपने ऑपरेटिंग सिस्टम को नियंत्रित करने देता है। Shells उपयोगकर्ताओं को अपने ऑपरेटिंग सिस्टम से सीधे और प्रभावी ढंग से संवाद करने देती हैं। 

Shell स्क्रिप्टिंग कोई एकल भाषा नहीं है, लेकिन क्योंकि इसमें कुछ प्राकृतिक-भाषा जैसी कमांड्स होती हैं, इसे बिना प्रोग्रामिंग पृष्ठभूमि के भी आसानी से सीखा जा सकता है। हालांकि, हर shell स्क्रिप्टिंग बोली एक भाषा मानी जाती है, और यदि आप अधिक जटिल कार्य करने की योजना बनाते हैं, तो shells में अच्छी खासी प्रैक्टिस लगती है। 

ऑटोमेशन सेट करने के सबसे सरल तरीकों में से एक shell स्क्रिप्टिंग है। Linux या Unix कमांड्स का उपयोग करके, shell स्क्रिप्टिंग डेटा वैज्ञानिकों, DevOps और TechOps पेशेवरों को कंडीशनल और लूप कंट्रोल स्ट्रक्चर देती है ताकि वे कमांड्स को दोहरा सकें।

Shell स्क्रिप्ट्स हमेशा एक ही नाम से नहीं जानी जातीं। Sh, Bash (सबसे आम), csh, और tesh सभी shell स्क्रिप्ट्स हैं। IBM के VM ऑपरेटिंग सिस्टम में इन्हें EXEC कहा जाता है; वहीं DOS में shell स्क्रिप्ट्स को बैच फाइल्स कहा जाता है। 

Shell के दो श्रेणियाँ होती हैं: कमांड-लाइन shell और ग्राफिकल shell। कमांड-लाइन shells को कमांड-लाइन इंटरफेस के माध्यम से एक्सेस किया जाता है जहां सिस्टम मानव-पठनीय कमांड्स में इनपुट प्राप्त करता है और फिर उसी इंटरफेस के जरिए आउटपुट दिखाता है। 

ग्राफिकल shells इंटरैक्शन और मूलभूत कार्यों जैसे फाइल खोलना, बंद करना और सहेजना करने के लिए ग्राफिकल यूज़र इंटरफेस (GUI) का उपयोग करती हैं। 

यहाँ कुछ उदाहरणात्मक shell कमांड्स दिए गए हैं: 

यह जानने के लिए कि आप किस डायरेक्टरी में हैं: pwd

मैनुअल में कोई कमांड खोजने के लिए: man command 

किसी टेक्स्ट फाइल को स्क्रॉल करने योग्य बनाने के लिए: less file 1 या more file 1 

Shells के विभिन्न प्रकार

Bourne Shell

नाम जितना रोमांचक लगता है, Bourne shell का जासूसों या हाई-स्पीड कार चेज़ से कोई लेना-देना नहीं है। Bourne shell, जो दूसरा सबसे ज़्यादा इस्तेमाल होने वाला Unix shell है, 1979 में Bell Labs के Stephen Bourne द्वारा बनाया गया था। अपने पूर्ववर्ती Thompson shell की तरह, Bourne का executable फ़ाइलनाम sh है।

Bourne shell Solaris OS का डिफ़ॉल्ट shell है। अपनी उम्र के बावजूद, Bourne shell आज भी अपनी गति और कॉम्पैक्टनेस के कारण लोकप्रिय है। हालांकि, Bourne shell बहुत इंटरैक्टिव नहीं है और अपनी command history याद नहीं रख सकता। इसमें लॉजिकल और अरिथमेटिक एक्सप्रेशन का भी अभाव है। 

Bourne प्रॉम्प्ट्स में शामिल हैं:

• कमांड फुल-पाथ:  /bin/sh और /sbin/sh
• नॉन-रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट:  $
• रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट: #

command-line

C shell, फ़ाइलनाम csh, और इसका पूर्ववर्ती फ़ाइलनाम tcsh, 70 के दशक के उत्तरार्ध का एक और Unix shell है। इसे उस समय कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के स्नातक छात्र Bill Joy ने बनाया था। 

Bourne shell के विपरीत, C shell इंटरैक्टिव है और command history और aliases को पहचानता है। C shells में C-जैसा अभिव्यक्ति सिंटैक्स और बिल्ट-इन अरिथमेटिक भी शामिल है।

command-line प्रॉम्प्ट्स में शामिल हैं: 

• कमांड फुल-पाथ:  /bin/csh
• नॉन-रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट होस्टनेम: %
• रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट होस्टनेम: #

KornShell

KornShell, फ़ाइलनाम ksh, 1980 के दशक की शुरुआत में Bell Labs के David Korn द्वारा विकसित किया गया था। KornShell में C shell की कई विशेषताएँ हैं, और यह Bourne shell का सुपर-सेट है, इसलिए इसके साथ बैकवर्ड-कम्पैटिबल है। 

KornShell, C-shell से तेज़ चलता है। यह Bourne shell स्क्रिप्ट्स चलाता है और C-जैसी arrays, functions और स्ट्रिंग-मैनीपुलेशन सुविधाएँ प्रदान करता है। इसके अलावा, इसमें बिल्ट-इन अरिथमेटिक है। 

KornShell प्रॉम्प्ट्स में शामिल हैं:

• कमांड फुल-पाथ: /bin/ksh
• नॉन-रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट: $
• रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट: #

GNU Bourne-Again shell

GNU Bourne-Again, या Bash, shell, Bourne shell का एक ओपन-सोर्स विकल्प है। इसे Brian Fox ने GNU प्रोजेक्ट के लिए डिज़ाइन किया था और 1989 में जारी किया गया था। यह न केवल Bourne shell के साथ पूरी तरह संगत है, बल्कि KornShells और C shells की कई बेहतरीन विशेषताएँ भी लेता है। GNU Bourne-Again shell में संपादन और कमांड रिकॉल के लिए एरो कीज़ ऑटोमैटिकली मैप्ड होती हैं। 

GNU Bourne-Again प्रॉम्प्ट्स में शामिल हैं:

• कमांड फुल-पाथ: /bin/bash
• नॉन-रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट प्रॉम्प्ट: bash-x.xx$ 
• रूट उपयोगकर्ता डिफ़ॉल्ट: bash-x.xx#

Shell स्क्रिप्टिंग क्या करती है

यह उपमा थोड़ी सरल है, लेकिन shell स्क्रिप्ट्स को प्रोग्रामरों के लिए ऑटोफिल की तरह समझें। कीबोर्ड पर एक-एक करके कमांड टाइप करने के बजाय, shell एकल स्क्रिप्ट्स में कमांड्स के अनुक्रम का उपयोग करती है, जिन्हें उपयोगकर्ता कमांड-लाइन में एक साधारण फ़ाइलनाम से आरंभ कर सकते हैं। Shell स्क्रिप्ट्स प्रोग्राम एक्जीक्यूशन, टेक्स्ट रैपिंग और फाइल मैनीपुलेशन करती हैं। 

Shell स्क्रिप्टिंग कई तरह के कार्य कर सकती है, जिनमें डिस्क उपयोग जैसी मॉनिटरिंग, बैकअप लेना, कमांड टूल बनाना, फाइलों में हेरफेर करना, प्रोग्राम चलाना, प्रोग्राम्स को आपस में जोड़ना, बैच पूरे करना आदि शामिल हैं।

Shell के मुख्य विकल्प

IBM के VM ऑपरेटिंग सिस्टम में इन्हें EXEC कहा जाता है; DOS में shell स्क्रिप्ट्स को बैच फाइल्स कहा जाता है। हालांकि ये अब भी shell स्क्रिप्ट्स ही हैं। अन्य स्क्रिप्टिंग भाषाएँ, जैसे Javascript, Python, Perl और TCL भी स्क्रिप्टिंग भाषाएँ हैं। हैरानी की बात नहीं है कि कंप्यूटर पेशेवरों के अपनी-अपनी पसंदीदा भाषाएँ होती हैं, और हम आगे shells के फायदे-नुकसान पर आएँगे। 

Shell इतना लोकप्रिय क्यों है?

Shell लगभग हर OS पर आम है क्योंकि यह कुशल है और आसानी से अपडेट हो जाता है। यह आपके कंप्यूटर के सिस्टम की निगरानी करता है और नियमित बैकअप करता रहता है, बिना इसके कि आपको इसके बारे में सोचना पड़े। 

सिंटैक्स बदलने की ज़रूरत नहीं होती क्योंकि shell के सिंटैक्स और कमांड्स वही होते हैं जो कमांड-लाइन में दर्ज किए जाते हैं। इसके अलावा, shell स्क्रिप्ट्स लिखना आसान और तेज़ है: ये जल्दी शुरू होती हैं और इन्हें डिबग करना भी आसान होता है। 

Shell स्क्रिप्ट्स की कमियाँ क्या हैं?

Shell स्क्रिप्ट्स में त्रुटियाँ होना आसान है और समस्या होने पर उनका निदान करना कठिन हो सकता है। Shells जटिल या बड़े कार्यों के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं, और उनका निष्पादन धीमा होता है। साथ ही, shells बहुत अधिक डेटा संरचना नहीं देतीं, और सिंटैक्स या डिज़ाइन में खामियाँ हो सकती हैं। 

Shell कब बनाया गया था?

पहली shell स्क्रिप्ट 1960 के दशक की शुरुआत में MIT के कंप्यूटर स्टाफ सदस्य Louis Pouzin द्वारा बनाई गई थी। उनकी पहली कमांड-लाइन RUNCOM थी, जिसने कंप्यूटर वैज्ञानिकों को कॉम्पाइलिंग, अपडेटिंग, रीनेमिंग और मूविंग जैसे दोहराए जाने वाले कार्यों से मुक्ति दिलाई। 

हालाँकि Pouzin कंप्यूटर भाषा विशेषज्ञ नहीं थे, या शायद इसी वजह से, वे मानते थे कि कमांड-लाइन्स अपने आप में एक भाषा हो सकती हैं। 

1960 के दशक के मध्य तक, Pouzin ने ब्रिटिश वैज्ञानिक Christopher Strachey के साथ हाथ मिलाया। Strachey ने एक मैक्रो-जनरेटर डिज़ाइन किया जो Pouzin की कमांड भाषा का आधार बना, जो उस समय अत्याधुनिक Multics ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलती थी। 

Shell को इसका नाम कैसे मिला

Pouzin ने अपनी नई भाषा का नाम “shell” रखा क्योंकि यह ऑपरेटिंग सिस्टम की सबसे बाहरी परत है। 

Shell की विशेषताएँ

Shells प्रोग्रामरों में लोकप्रिय हैं क्योंकि ये संक्षिप्त होती हैं। इसका मतलब यह नहीं कि वे बुनियादी हैं। Shells कई विशेषताएँ प्रदान करती हैं, जिनमें शामिल हैं:

बैकग्राउंड प्रोसेसिंग

Shell स्क्रिप्ट्स का एक बड़ा लाभ यह है कि वे बैकग्राउंड में चल सकती हैं। कमांड के आधार पर, shells फोरग्राउंड या बैकग्राउंड में चल सकती हैं। फोरग्राउंड प्रक्रियाएँ स्क्रीन पर दिखती हैं और केवल अनुक्रमिक रूप से चल सकती हैं। 

बैकग्राउंड प्रक्रियाएँ स्क्रीन पर नहीं दिखतीं और गैर-अनुक्रमिक रूप से चल सकती हैं। किसी shell स्क्रिप्ट को बैकग्राउंड में चलाने के लिए, उपयोगकर्ताओं को बस स्क्रिप्ट के अंत में एक ऐंपरसैंड (&) जोड़ना होता है। 

वाइल्डकार्ड सब्स्टीट्यूशंस

वाइल्डकार्ड सब्स्टीट्यूशंस सिस्टम्स को एक समय में एक से अधिक कमांड प्रोसेस करने या टेक्स्ट फाइलों से वाक्यांशों के अंश खोजने की अनुमति देती हैं। उदाहरण के लिए, * सिस्टम को किसी भी स्ट्रिंग (यहाँ तक कि खाली स्ट्रिंग) से मेल खाने के लिए कहता है। ? एकल अक्षर से मेल खाता है, [example] किसी भी अक्षर से मेल खाता है (“example” सिर्फ एक उदाहरण है) और [1-9] (एक और उदाहरण) shell को दिए गए रेंज के भीतर अक्षरों से मेल खाने का निर्देश देता है। 

कमांड एलियास

Shell एलियास शॉर्टकट कमांड्स होते हैं। कुछ एलियास एक शब्द के होते हैं, और कुछ एक ही अक्षर के। एलियास की सूची देखने के लिए, उपयोगकर्ताओं को केवल ·alias दर्ज करना होता है।

कमांड हिस्ट्री

Shells समय और मेहनत बचाने के कई तरीके देती हैं, लेकिन एक विशेष रूप से उपयोगी सुविधा इसकी कमांड हिस्ट्री है। कमांड्स को फिर से टाइप करने के बजाय, history कमांड उस सत्र के दौरान उपयोग की गई सभी कमांड्स दिखाती है।

फ़ाइलनाम सब्स्टीट्यूशन

फ़ाइलनाम सब्स्टीट्यूशन को “globbing” भी कहा जाता है। जब किसी शब्द में ?, *, या [ जैसे अक्षर होते हैं, या वह ~ से शुरू होता है, तो shell उस शब्द को एक पैटर्न के रूप में देखेगी और उसे उस पैटर्न से मेल खाने वाले फ़ाइलनामों की वर्णानुक्रमित सूची से बदल देगी। 

इनपुट/आउटपुट रीडायरेक्शन 

इनपुट/आउटपुट (i/o) रीडायरेक्शन उपयोगकर्ताओं को मानक इनपुट (stdin) और मानक आउटपुट (stdout) को डिस्प्ले स्क्रीन, कीबोर्ड या किसी फाइल के साथ बदलने की अनुमति देता है। 

पाइपिंग

Shell पाइपिंग रीडायरेक्शन का एक और प्रकार है जो किसी कमांड/प्रोसेस/प्रोग्राम के आउटपुट को दूसरे कमांड/प्रोसेस/प्रोग्राम को भेजता है। इससे कमांड्स/प्रोसेसेस/प्रोग्राम एक साथ संचालित हो पाते हैं और बिना डिस्प्ले स्क्रीन या अस्थायी टेक्स्ट फाइलों से गुज़रे लगातार डेटा ट्रांसफर संभव होता है। 

Shell वेरिएबल सब्स्टीट्यूशन

जब shell किसी ऐसे एक्सप्रेशन से मिलती है जिसमें विशेष अक्षर होते हैं, तो वह कोड को ऐसी चीज़ में अनुवादित करती है जो उपयोगकर्ताओं के लिए अधिक पहचान योग्य हो। इस प्रक्रिया को वेरिएबल सब्स्टीट्यूशंस या संक्षेप में वेरिएबल्स कहा जाता है। 

वेरिएबल्स का उपयोग अनुभवी प्रोग्रामर भी करते हैं। यदि, उदाहरण के लिए, किसी प्रोग्रामर को प्रोग्राम निष्पादित करने से पहले वास्तविक मान नहीं पता हैं, तो वे कोड के निष्पादन के लिए तैयार होने तक प्लेसहोल्डर के रूप में वेरिएबल का उपयोग कर सकते हैं। 

Shells में भिन्नताएँ

मुख्यतः दो तरह के shells हैं, “sh” और “bash”। दोनों Unix ऑपरेटिंग सिस्टम के भीतर चलते हैं। Shell किसी भी shell में स्क्रिप्टिंग के लिए एक सामान्य नाम है। नाम से ही स्पष्ट है, bash (Bourne Again Shell) एक उन्नत और विस्तारित shell है। 

Bash अधिक फ़ंक्शनैलिटी के लिए अपग्रेड पेश करता है, जॉब कंट्रोल सपोर्ट करता है, sh की तुलना में उपयोग में आसान है, और कमांड हिस्ट्री सपोर्ट करता है। Sh कमांड हिस्ट्री सपोर्ट नहीं करता; इसकी स्क्रिप्टिंग किसी भी shell में काम करती है और अधिक पोर्टेबल है।  

साल-दर-साल Shell कैसे विकसित हुआ है

वर्षों में, shells विकसित भी हुए हैं और काफी हद तक वही भी बने रहे हैं। Bourne shell मूल Thompson shell से आगे का बड़ा कदम था, लेकिन कई मूलभूत फ़ंक्शंस अब भी बने हुए हैं। बेशक, कंप्यूटर और हमारी अपेक्षाएँ दोनों बदल चुकी हैं। 

संभावित रूप से जितने उपयोगकर्ता हैं, उतने shells हो सकते हैं; लेकिन बुनियादी तौर पर दो प्रकार के shells हैं – कमांड-लाइन्स या Bourne। बाकी सब एक बोली है, अलग भाषा नहीं। 

Unix shells

Unix shells मूल हैं और अब भी मज़बूती से चल रहे हैं। Unix shells, Unix और Unix-संबंधित ऑपरेटिंग सिस्टम्स, जैसे Mac, पर काम करते हैं।  

command-lines

command-lines (csh) सबसे आम Unix shells हैं। command-lines इंटरैक्टिव काम में उत्कृष्ट हैं, जिनमें aliases, cdpath, जॉब कंट्रोल, पाथ हैशिंग, डायरेक्टरी स्टैक्स आदि शामिल हैं। ये संपादन और हिस्ट्री सुविधाएँ भी प्रदान करते हैं।

Tenex command-line

Tenex command-line (tcsh) को Caregia Melo University के Ken Greer ने विकसित किया था।  Tenex को मूल command-line संस्करण से बेहतर माना गया। मूल C के विपरीत, Tenex अन्य सुविधाओं के साथ कमांड-लाइन एडिटिंग और कम्प्लीशन प्रदान करता है। 1981 में, tsch csh के साथ मर्ज हो गया। 

Korn shells

Korn shells (ksh) एक और Unix shell है, लेकिन यह C और Bourne shells के बीच एक तरह का समझौता है, और बाद वाले के साथ बैकवर्ड कम्पैटिबल है। Korn shell 1980 के दशक की शुरुआत में Bell Labs के David Korn द्वारा विकसित किया गया था। 

Bourne again shells

Bourne Again shell (Bash) एक ओपन-सोर्स Unix shell है जिसे 1990 के दशक के उत्तरार्ध में Brian Fox ने GNU प्रोजेक्ट के लिए Bourne shell के अपग्रेड के रूप में लिखा था। 

Exotic shells

हालाँकि ये सभी C या Bourne shells पर आधारित हैं, प्रोग्रामरों ने सैकड़ों, यदि हज़ारों नहीं, अलग-अलग बोलियाँ डिज़ाइन की हैं। कुछ उपयोगी हैं, और कुछ महज़ मनोरंजन के लिए। 

Shell कौन उपयोग करता है?

लगभग हर कंप्यूटर उपयोगकर्ता shell से लाभान्वित होता है, लेकिन ये विशेष रूप से सिस्टम एडमिनिस्ट्रेटर्स, DevOps पेशेवरों, प्रोग्रामरों और डेटा वैज्ञानिकों के लिए फायदेमंद हैं। Shells का उपयोग कार्यों और एप्लिकेशनों को स्वचालित करने, पैकेज इंस्टॉल करने, डेटा का बैकअप या रिस्टोर करने, और निश्चित रूप से प्रोग्रामिंग के लिए किया जाता है। 

Shell के उदाहरण

Shells उतने ही बुनियादी या जटिल हो सकते हैं जितना उपयोगकर्ता चाहे। उदाहरण के लिए, एक साधारण bash अभिवादन इस प्रकार है: echo “hello $USER”, जबकि जटिल shell स्क्रिप्ट्स लगभग असीमित हैं। यहाँ कुछ बुनियादी उदाहरण दिए गए हैं: 

#!/bin/bash
valid=true
count=1
while [ $valid ]
do
echo $count
if [ $count -eq 10 ];
then
break
fi
((count++))
doneसंचालित द्वारा

#!/bin/bash
echo "Enter first number"
read x
echo "Enter second number"
read y
((sum=x+y))
echo "The result of addition = $sum"संचालित द्वारा

Shell के साथ करियर

करियर पाथ की बजाय, shell स्क्रिप्टिंग को एक डेटा वैज्ञानिक के औज़ारों के भंडार में एक उपयोगी टूल की तरह समझें। हर तरह के डेटा प्रोफेशनल्स को कई भाषाएँ जाननी चाहिए (या कम से कम जानना चाहिए), और shell स्क्रिप्ट्स उन्हें इन भाषाओं का अधिक कुशल उपयोग करने में मदद करती हैं। 

फिर भी, कुछ कंपनियों में ऐसे रोल होते हैं जिन्हें विशेष रूप से shell स्क्रिप्टिंग की आवश्यकता होती है। औसत वेतन लगभग $78,000 होता है। यह कहा जाए तो, shell स्क्रिप्ट्स सिस्टम एडमिनिस्ट्रेटर जैसे रोल्स की नींव हैं, जिनमें छह अंकों तक के वेतन मिल सकते हैं। 

निष्कर्ष

Shell हर प्रोग्रामिंग भाषा में गुंथी हुई डोर की तरह है। जटिल कमांड्स को संक्षिप्त और सहज शॉर्टहैंड्स में बदला जाता है। Shell को समझना किसी भी डेटा वैज्ञानिक या कंप्यूटर इंजीनियर के लिए एक अहम कौशल है। DataCamp के Introduction to Shell कोर्स में shell के बारे में जानें।