群論と対称性
第 1 回 Knoppix DVD を使う - 起動と停止、基本的な操作

このテキストは信州大学理学部数理・自然情報科学科の計算機室 (A 棟 5 階) の計算機システムにおいて、Knoppix/Math 2011 dojo (Bootable DVD) を用いて簡単な作業を行うための解説である。 Knoppix/Math DVD を用いることによって

• 多くのフリーな数学ソフトウェア : maxima, gap など
• LaTeX (プレゼンテーション用の Beamer などを含む)
• C 言語
• LibreOffice (MS Office 互換のオフィススイート)

ちなみにこのテキストも環境を確認するため Knoppix/Math DVD + USB メモリという環境で作成している。

このテキスト、およびこの続きは http://math.shinshu-u.ac.jp/~hanaki/edu/symmetry/　にあるので参照すること。 eALPS のこの科目のページからもリンクがある。

knoppix/Math は 2012 年から MathLibre と名前を変えて開発を継続するらしいが、 ここでは knoppix/Math のままで説明する。

用意するもの

• Knoppix/Math 2011 dojo (Bootable DVD) (こちらで用意し配布する。 2011秋の学会で配布されたものなので、持っている人はそれを使う。水色のパッケージのもの。)
• USB メモリ (なくても受講可能だが、用意することを勧める。 容量は大きくなくてもよい。 例えば 100 MB あれば十分である。 データを壊す可能性がないとは言えないので、専用のものを用意することを勧める。)
• やる気

まずは、以下の手順でシステムの起動と停止の方法を確認しておこう。

Knoppix/Math DVD の起動

• 計算機室の PC の前面にある電源を入れる。Windows が立ち上がる。
• Knoppix/Math DVD を PC 右側にあるドライブにセットする。
• Ctrl+Alt+Del を押してログイン画面を出す。(Windows にログインするためには、 このシステムの ID とパスワードが必要である。 ACSU のアカウントではログインできない。この講義ではログインする必要はない。)
• 電源のマークから「再起動」を選択する。
• しばらく待てば Knoppix が立ち上がる。
• 更にすこし待てばネットワークも利用可能になる。

自分の PC で起動する場合、画面が正常に表示されないときがある。 (私の PC のうち Dell のノート PC で表示できなかった。) その場合はブートオプションを付けることで問題は解決できる場合が多い。 私の場合には起動時に 「boot: knoppix xmodule=fbdev」とすることで起動できた。 これでもダメなときは、インターネットなどで情報を探して対応して欲しい。

Knoppix/Math DVD の停止

• 左下隅のアイコンをから「ログアウト」を選択し、更に「シャットダウン」を選択する。
• しばらくすると「Please remove CD ...」というメッセージが出るので、DVD をドライブから取り出して、 リターンキーを押す。

起動と停止方法を確認したら、再度起動して、いくつかのソフトウェアを使ってみよう。

標準的なソフトウェアの利用

WEB ブラウザ

この講義のテキストは WEB で見ることができるので、まずはブラウザを確認しよう。

• Chromium Web Browser - Google Chrome のこと。 Google にログインして、同期すれば他の PC で利用しているブックマークなども利用できる。
• Iceweasel - Firefox とほぼ同じもの

エディタ

この講義で説明することの多くで、何らかのテキストのみからなるファイルを作成する。 このために利用するのがエディタである。

• GNU Emacs - 講義などで使ったことがあり、利用したければ使えばよい
• gedit - GNOME の標準エディタ。 Windows のメモ帳の感覚で利用できる。 余計なことを覚えたくないならばこれを使うとよい。
• bluefish - 高性能 HTML エディタ。 HTML ファイルの編集に特化したエディタであるが、他の用途にも十分に利用できる。 これもお勧めのエディタの一つである。

端末

このテキストで「コマンドラインから...」のような説明があったら、端末を開いてそこにコマンドを入力する。

• LXTerminal - 特にこだわりがないならばこれを利用する。

USB メモリの利用

USB メモリは PC 左側にあるスロットに挿せば利用できる。 次のようにしてマウントポイントを確認する必要がある。

• 左上の「Knoppix」というアイコンをクリックしてウインドウを開く。 (以後、これをファイルマネージャと呼ぶ。 メニュー「アクセサリ」から「ファイルマネージャ」を選択してもよい。)
• USB メモリに名前がつけてあれば、それが表示される。
• 名前をつけていないときは、それらしいものを探す。
• USB メモリに対応するアイコンをクリックすると、メモリ内のファイルが表示される。
• このとき上の方に「/media/sdd1」などのような表示がある。 これが USB メモリのマウントポイントである。 マウントポイントは利用する状況によっても変わるので、確認が必要である。

Knoppix (unix 系のOS) では USB メモリなどのディスクはマウントという操作で OS から利用可能となり、 アンマウントという操作で利用不能になる。 ディスクを取り外すときには、このアンマウントという操作を行わないと、変更などが反映されないことがある。 一番簡単なのは、システム停止時に自動的にアンマウントされるので、停止までは外さないということである。 しかしながらシステムを停止せずにディスクを取り外したい時もある。 このときは、ファイルマネージャの左にある USB メモリのアイコン上で右クリックし、 そこから「ボリュームをマウント解除する」という項目を選べばよい。

重要な注意： Knoppix DVD から起動した環境でも ハードディスクにある Windows のファイルにアクセスできる。 誤って削除などしてしまうと Windows が正常に起動しなくなる場合もあるので、 余計なことはしないようにしよう。

USB メモリ上での作業

LaTeX 文書の処理

データを USB メモリに保存して作業する方法を説明する。 例として、簡単な LaTeX のソースを作成し、それを pdf ファイルに変換する。

• エディタを開いて以下の内容のテキストファイルを作成し、USB メモリに hello.tex という名前で保存せよ。

  \documentclass{article}
  \begin{document}
  こんにちは
  \end{document}
  

• USB メモリのマウントポイントが /media/sdd1 であったとする。 違う場合には以下の操作は適宜読み替えて行うこと。
• 端末を開き以下のようにコマンドを実行せよ。

  knoppix@Microknoppix:~$ cd /media/sdd1
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ ls
  hello.tex
  

• この状態で以下のコマンドを実行する。

  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ platex hello.tex
  This is pTeXk, Version 3.1415926-p3.1.11 (utf8.euc) (TeX Live 2009)
    ... 略 ...
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ xdvi hello &
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ dvipdfmx hello
  hello.dvi -> hello.pdf
  [1]
  2236 bytes written
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ ls
  hello.auc   hello.dvi   hello.log   hello.pdf   hello.tex
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ xpdf test.pdf &
  

pdflatex というコマンドで TeX のソースから直接 pdf ファイルを作成することも出来るが、 日本語には対応していない。 日本語を使わないならば便利である。

このシステムで LaTeX 文書を作成するときには、端末、エディタ、 xdvi (または xpdf) の 3 つのウインドウを同時に表示させて行うのが普通である。 (多くのエディタでは、適当な設定を行うことによって LaTeX にかける操作をエディタ上からも行うことができるが、 DVD から起動しているシステムでは設定を保存することが難しい。)

dvi ファイルや pdf ファイルはファイルマネージャに表示させているならば、 そのアイコンをクリックすることでも表示することができる。

Knoppix で LaTeX の処理を行うときに注意することに、Windows などとの文字コードの違いがある。 通常 Windows で用いられる日本語の文字コードは Shift-JIS であるが、Knoppix では UTF8 である。 このため、Knoppix と Windows で日本語を含むファイルのやり取りをすると文字化けが生じることがある。 これを解決するには nkf などの文字コード変換プログラムを利用するか、 エディタで文字コードを指定して保存する必要がある。 pdf ファイルは文字コードに関係なく保存できるので、pdf の作成までを Knoppix で行ってしまえば、 文字コードを考える必要はない。

ディレクトリ (フォルダ) 操作

多くのファイルを作成すると USB メモリが使いにくくなるので、ディレクトリを作成して整理する。 ファイルマネージャでディレクトリを作成するには、作成したい場所で右クリックし「New」→「フォルダ」とすればよい。 ディレクトリ名の変更なども Windows などと同じようにできるので説明は省く。

• USB メモリに tex というディレクトリを作成し、hello.tex などのファイルをそのディレクトリに移動せよ。

• USB メモリに tex というディレクトリが作成されており、現在の作業はその上のディレクトリで行われているものとする。
• Knoppix のディレクトリ (ファイルについても同様) の指定の仕方には、絶対パスと相対パスとがある。 Knoppix (unix, Linux) では、すべてのファイルは / (ルート) の下にツリー状に配置されている。 これを完全に記述するのが絶対パスである。 例えば USB メモリの位置を示す /media/sdd1 などというのは / で始まるので絶対パスである。
• これに対して、現在の位置からの位置を相対パスという。 例えば、今作成したディレクトリの絶対パスは /media/sdd1/tex であるが、これは現在の位置から見れば、 単に tex である。 したがってこの場合の相対パスは tex となる。
• ディレクトリを移動するコマンド cd は、移動先として絶対パスと相対パスの両方を使うことができる。

  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ ls
  tex
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ cd tex
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1/tex$ cd /media
  knoppix@Microknoppix:/media$ 
  

  すでに気付いているであろうが、プロンプトには現在のパスが表示されている。
• いくつかの特別なパスを利用できる。~ (チルダ) はホームディレクトリを表す。 ホームディレクトリとは通常は基本となるディレクトリであるが、 ここで利用している環境ではシステムを停止すれば消えてしまうのであまり利用しない。 コマンド cd をパスの指定なしに実行するとホームディレクトリに移動する。 . (ドット) は現在の作業ディレクトリを表す。 .. (ドット二つ) は現在の作業ディレクトリの一つ上のディレクトリを表す。

  knoppix@Microknoppix:/media$ cd sdd1/tex
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1/tex$ cd ..
  knoppix@Microknoppix:/media/sdd1$ cd ~
  knoppix@Microknoppix:~$ 
  

• USB メモリに prog というディレクトリを作成し、端末の作業ディレクトリを prog にしなさい。
• エディタで以下の内容のファイルを作成し hello.c という名前で prog に保存しなさい。

  #include <stdio.h>
  int main(void) {
    printf("こんにちは\n");
    return 0;
  }
  

• コマンド「gcc hello.c」を実行しなさい。（gcc は C コンパイラである。 作成される実行ファイルは a.out というファイル名になる。）
• コマンド「./a.out」を実行し出力を確認しなさい。 (このディレクトリにある a.out であることを明示するために ./ をつける必要がある。)
• プログラムを適当に書き換えていろいろと実行してみなさい。

課題. メニューから色々なソフトを起動して色々とやってみなさい。

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Akihide Hanaki (Shinshu University)