Linux: ファイルシステムのナビゲーション — ls / cd / pwdとディレクトリ構造

Linuxはすべてのファイルとディレクトリを/をルートとするツリー構造で管理しています。このツリー構造はFilesystem Hierarchy Standard（FHS）と呼ばれます。

📋 前提条件：まず以下を完了していること

• レッスン3：ターミナルの基礎

1. このレッスンで学ぶこと

• 3つのコアナビゲーションコマンド：pwd、cd、ls
• FHS標準ディレクトリ構造
• 絶対パスと相対パス
• .と..の特別な意味
• ワイルドカードと隠しファイル

2. 迷える初心者のストーリー

(1) 悩み：ディレクトリツリーで自分がどこにいるか分からない

小明は初めてサーバーにログインし、/の下の見慣れないディレクトリ名に圧倒されました：/bin、/etc、/var、/usr…それぞれのディレクトリの用途も、自分が今どこにいるのかも分かりませんでした。

(2) 3つの地図

先輩エンジニアのボブが3つの「地図」を描いてくれました：

# Map 1: Where am I?
pwd
# Output: /home/charlie

# Map 2: What's here?
ls
# Output: Desktop  Documents  Downloads

# Map 3: Go there
cd /etc

(3) 得られるもの：自由にナビゲーション

小明は3つのコマンドの関係を理解しました：pwdは現在地を確認、lsは周囲を表示、cdは目的地へ移動。以来、どんなLinuxサーバーのファイルシステムでも自由にナビゲーションできるようになりました。

3. 知識ポイント

(1) FHS標準ディレクトリクイックリファレンス

Linuxのディレクトリ構造は統一基準に従っています。すべてを暗記する必要はありませんが、以下は必須です：

ℹ️ 注意：/tmpは通常、システム再起動後にクリーンされます（最近のシステムはtmpfsを使用し、/tmpをメモリに格納）。重要なデータや長期が必要なファイルを/tmpに保存しないでください — 一時的な用途にのみ適しています。 | /usr | ユーザーシステムリソース | システムプログラムとライブラリ（/usr/bin、/usr/lib）| | /bin | 基本コマンド | ls、cp、mvなどの基本コマンド | | /opt | 追加ソフトウェア | サードパーティソフトウェアのインストールディレクトリ |

(2) 絶対パスと相対パス

# Currently in /home/alice
# Using an absolute path
cd /etc/nginx

# Using a relative path (same effect, starting from current directory)
cd ../../../etc/nginx

(3) .と..の特別な意味

# Currently in /home/alice/projects
cd .       # No movement (stays in current directory)
cd ..      # Move to /home/alice
cd ../..   # Move to /home
cd ~       # Move to /home/alice
cd -       # Go back to previous directory

(4) よく使うlsオプション

# Basic usage
ls              # List filenames (compact)
ls -l           # Long format (permissions/owner/size/time)
ls -a           # Show all files (including hidden files starting with .)
ls -la          # Common combination
ls -lh          # Human-readable file sizes (KB/MB/GB)
ls -R           # Recursively list subdirectories
ls -S           # Sort by file size
ls -t           # Sort by modification time

(5) ワイルドカード

# Wildcard examples
ls *.md                # List all Markdown files
ls file?.txt           # List file1.txt, file2.txt, etc.
ls [abc]*              # List files starting with a, b, or c
ls [0-9]*              # List files starting with a digit

(6) ▶ サンプル：pwd — 現在地を教えて

# Whenever you're unsure of your current location, use pwd
pwd
# Output: /home/alice

# Try after switching to a different directory
cd /etc
pwd
# Output: /etc

出力：

TEXT

📋 Copy

/home/alice
/etc

(7) ▶ サンプル：cd — ディレクトリ間を移動

# Go home
cd ~

# Go back to previous directory
cd /etc
cd /var/log
cd -    # Back to /etc

# Go to root
cd /

# Go to a specific user's home directory
cd ~alice

(8) ▶ サンプル：ls — 中身を見せて

# Compact mode
ls /etc

# Long format (includes permissions, size, modification time)
ls -l /etc

# Show hidden files
ls -la ~

# Human-readable sizes
ls -lh /var/log

# Recursive view
ls -R ~/projects | head -20

# Sort by file size (largest first)
ls -lhS /var/log

(9) ▶ サンプル：隠しファイル

Linuxでは、.で始まるファイルやディレクトリは隠しファイルです。lsはデフォルトでこれらを表示しません。

# View hidden files in home directory
ls -la ~

# Common hidden files and directories
# .bashrc        bash configuration
# .bash_profile  Login Shell configuration
# .gitconfig     Git configuration
# .ssh/          SSH keys and configuration
# .vimrc         vim configuration

出力：

TEXT

📋 Copy

total 48
drwxr-xr-x  1 alice alice 4096 Jul  8 10:23 .
drwxr-xr-x  1 alice alice 4096 Jul  8 10:23 ..
-rw-r--r--  1 alice alice  220 Jul  8 10:23 .bash_logout
-rw-r--r--  1 alice alice 3771 Jul  8 10:23 .bashrc
-rw-r--r--  1 alice alice  807 Jul  8 10:23 .profile
drwx------  2 alice alice 4096 Jul  8 10:23 .ssh
-rw-r--r--  1 alice alice  256 Jul  8 10:23 .vimrc

(10) ▶ サンプル：ワイルドカードの実践

# List all .log files
ls -la /var/log/*.log

# List files whose names start with "access"
ls -la /var/log/access*

# Delete all .tmp files
rm *.tmp

# Copy all .jpg files to another directory
cp *.jpg ~/Pictures/

(11) ▶ 総合例：ファイルシステム冒険

# Xiao Ming's first filesystem adventure

# 1. Where am I?
pwd

# 2. See what's in the root directory
ls -la /

# 3. Go to /etc and check system configuration
cd /etc
ls | head -20

# 4. Go to /var/log for logs
cd /var/log
ls -lhS | head -10    # Top 10 largest log files

# 5. Go back home
cd ~
ls -la

# 6. See what's on the desktop
ls -la ~/Desktop

❓ よくある質問

Q： /と~の違いは？ A： /はルートディレクトリで、ツリー全体の最上位です。~は現在のユーザーのホームディレクトリ（通常/home/username）です。ルートは1つだけですが、各ユーザーにはホームディレクトリがあります。

Q： なぜ.で始まるファイルは隠しファイルなのですか？ A： 慣習です — .で始まるファイルは「設定ファイル」や「システムファイル」と見なされ、日常的な使用でユーザーが見る必要のないものです。これによりlsの出力のノイズが減ります。

Q： ls -l出力の最初の列drwxr-xr-xは何を意味しますか？ A： 最初の文字はファイルタイプ（dはディレクトリ、-は通常ファイル、lはリンク）。次の9文字は3つのグループに分かれます：ファイル所有者（ユーザー）の権限（3ビット）、グループの権限（3ビット）、その他の権限（3ビット）。r=読み取り、w=書き込み、x=実行。

Q： /tmpのファイルは再起動後に消えますか？ A： デフォルトでは、はい。多くのシステムは起動時に/tmpをクリーンします。したがって、/tmpは一時ファイルのみに使用し、重要なデータは保存しないでください。

Q： 長いパスを素早く切り替えるには？ A： Tab補完（最初の数文字を入力してTab）、cd -で戻る、pushd/popdでディレクトリスタックを管理、またはCDPATH環境変数を使用。

📖 まとめ

• pwdは現在地表示、cdはディレクトリ切替、lsは内容一覧 — この3つでどこへでもナビゲーション可能
• FHS標準ディレクトリ：/homeはユーザー、/etcは設定、/varはログ、/tmpは一時ファイル
• 絶対パスは/から始まる、相対パスは現在のディレクトリから始まる
• ..は親ディレクトリ、.は現在のディレクトリ、~はホームディレクトリ
• *は任意の文字列、?は1文字 — 一括操作に強力なツール

📝 練習問題

1. 基本（難易度 ⭐）：pwdで現在地を確認し、cd /でルートディレクトリに移動し、ls -la /で全ファイルを一覧表示する
2. 中級（難易度 ⭐⭐）：cd ~でホームに戻り隠しファイルを確認、/var/logに移動してログディレクトリを確認、cd -で両方を切り替え、最後に/etcでls *.confを実行して設定ファイルを見つける
3. 上級（難易度 ⭐⭐⭐）：システムのルートディレクトリ構造図を描く（5つ以上のFHS標準ディレクトリを含む）、各ディレクトリの用途と書き込み可否を注記する

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