用CentOS 7打造合适的科研环境

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这篇博文记录了我用CentOS 7搭建地震学科研环境的过程，供我个人在未来重装系统时参考。对于其他地震学科研人员，也许有借鉴意义。

阅读须知：

1. 本文适用于个人电脑，不适用于服务器；
2. 不推荐刚接触Linux的人使用CentOS发行版；
3. 本文尽量写的浅显易懂，但要求读者掌握Linux基础知识；
4. 本文所有操作均在CentOS 7下完成，其他发行版或多或少与CentOS 7不同，因而仅供参考；
5. 本文所安装的软件纯粹出于个人习惯及喜好，读者应自己判断，按需安装；

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。

1. 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
   • ：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
2. 运行Universal USB installer并制作U盘启动盘
3. 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
4. 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。

1. 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：
   1. 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；
   2. 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；
2. 选择区域和城市：Asia和Shanghai
3. 键盘使用English(US)而不是English(UK)
4. Hostname可以改也可以不改，我用 saturn.geolab
5. 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

1. 设置root密码
2. 创建一般用户
3. 等待安装完成
4. 安装完成，重启
5. 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《》。

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。

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。

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 

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 
sudo rpm -Uvh 

完成该命令后，在 /etc/yum.repos.d 目录下会多一个 elrepo.repo 文件。

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
3.10.0-123.9.3.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 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《》。

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

1. vim
2. sublime text 3
3. Visual Studio Code

• Python IDE：

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:

sudo yum localinstall 

系统是自带了TeXLive，版本较老，还是安装最新版比较好。

参考一文。

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) ：

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  -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：

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 
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。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  | 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:

1. 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；

2. 命令补全插件: pip, pyenv

3. sudo：按两下 ESC 即可在当前命令前加上 sudo

4. yum：为常见的yum命令提供别名

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。

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：

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：

1. 易于区分“1”、“i”和“l”
2. 易于区分“0”、“o”和“O”
3. 易于区分中文下的左引号和右引号
4. 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 
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 
sudo rpm -i nautilus-dropbox-1.6.2-1.fedora.x86_64.rpm

MEGA：

免费容量50G，作为同步盘来说基本是够用了。

# 下载主程序
wget 
# 下载文件管理器扩展（可选）
wget 
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 
sudo rpm -i nautilus_nutstore_amd64.rpm

和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

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，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。

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。

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。。

• 2014-07-15：初稿；
• 2014-09-05：EPEL已经发布正式版；修改了epel-release的下载链接；修订了import步骤的错误；
• 2014-09-20：将小小输入法改为搜狗输入法；
• 2014-11-20：使用zsh；
• 2014-11-24：加入了VirtualBox虚拟机；
• 2014-12-01：从ELRepo源中安装显卡驱动；
• 2014-12-02：新增Opera浏览器和unrar；
• 2014-12-27：新增pointdownload下载工具；google chrome采用非官方源镜像；
• 2014-12-28：修订unrar的rpm文件链接；
• 2015-01-03：新增同步网盘Dropbox和坚果云；删除pointdownload；
• 2015-01-05：autojump直接从epel中安装；新增youtube-dl、you-get和2048-cli；
• 2015-01-07：新增terminator和guake；
• 2015-01-27：新增cpdf；
• 2015-03-03：新增filezilla和transmission；
• 2015-03-26：安装过程中不应使用中文安装界面；
• 2015-05-11：新增MEGA同步网盘；
• 2015-05-16：新增gnome-boxes；
• 2015-06-26：新增zathura和ghostscript；
• 2015-07-14：新增Nux Dextop源，uGet、shutter；
• 2015-09-03：删除地球物理相关软件；
• 2015-09-18：删除显卡驱动安装的具体步骤，直接链接到相关博文；

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