Unidad 4: Fundamentos de Linux

Linux y sus distribuciones (DEB y RPM)

Linux no es un solo programa, sino un núcleo (kernel) sobre el que se construyen distintos “sabores” llamados distribuciones.
Una forma práctica de agrupar distribuciones es por cómo instalan software (paquetes):

Familia DEB (Debian/Ubuntu): usa paquetes .deb. Suele ser la más “amigable” y es muy común en bioinformática.
Familia RPM (Red Hat/Fedora/CentOS/Rocky): usa paquetes .rpm. Es común en servidores, clusters y ambientes institucionales.

Distribuciones base Debian (.deb)

Debian: base original; muy estable y comunitaria.
Ubuntu: muy popular; ideal para principiantes y con gran soporte de software.
Linux Mint: escritorio clásico; familiar si vienes de Windows.
Pop!_OS: orientada a flujos de trabajo científicos/desarrollo y NVIDIA.
Kali Linux: enfocada en seguridad informática.
MX Linux: ligera; útil en equipos con pocos recursos.
Tails: privacidad y anonimato como prioridad.

Distribuciones base Red Hat (.rpm)

Fedora: vanguardista; suele incluir versiones recientes de software.
RHEL (Red Hat): estándar empresarial; robusta con soporte corporativo.
Rocky Linux: sucesor comunitario de CentOS; enfocada en servidores/clusters.
AlmaLinux: clon comunitario de RHEL; estable.
openSUSE: destaca por YaST (panel de control).
Oracle Linux: orientada a centros de datos y bases de datos.
Mageia: opción independiente enfocada en usuario general.

Ver componentes del sistema en Linux (CPU, RAM, discos y red)

CPU (procesador)

Esta sección reúne comandos rápidos para identificar recursos y configuración básica del equipo (útil antes de correr análisis bioinformáticos).

lscpu

Útil para ver:

arquitectura (x86_64/arm64),
núcleos/hilos,
modelo de CPU,
sockets.

Si quieres solo lo más importante:

lscpu | egrep 'Model name|Socket|Core|Thread|CPU\(s\)|MHz'

Memoria RAM

free -h

total: RAM total
used: usada
available: disponible “real” para procesos nuevos (muy útil)

Almacenamiento (uso de discos y particiones)

Ver uso por partición montada:

df -h

Ver el “árbol” de discos/particiones y puntos de montaje:

lsblk

Red (IP y estado de interfaces)

Ver interfaces y direcciones IP:

ip a

Solo direcciones (más limpio):

ip -br a

Variables de entorno

Las variables de entorno son valores dinámicos que informan al sistema operativo y a los programas sobre cómo deben comportarse. Imagínalas como una pequeña libreta de direcciones o configuraciones que Linux consulta constantemente para saber dónde están las cosas.

1. ¿Para qué sirven?

En lugar de que cada programa tenga que adivinar dónde están tus archivos o qué idioma usas, el sistema define variables globales. Por ejemplo:

Variables de Identificación y Usuario

$USER: Muestra el nombre del usuario que ha iniciado la sesión actual.
$UID: El número de identificación único del usuario (el del usuario raíz o root siempre es 0).
$HOME: La ruta completa al directorio personal del usuario (donde guardas tus documentos y descargas).
$SHELL: Indica qué intérprete de comandos estás usando (usualmente /bin/bash o /bin/zsh).
$LOGNAME: Similar a $USER, es el nombre utilizado durante el proceso de login.

Variables de Navegación y Ubicación

$PATH: La variable más crítica. Contiene una lista de carpetas separadas por dos puntos (:) donde el sistema busca los programas cuando escribes un comando.
$PWD: Guarda la ruta del directorio donde te encuentras parado en este momento (Print Working Directory).
$OLDPWD: Guarda la ruta del directorio en el que estabas justo antes del actual (permite regresar con cd -).
$HOSTNAME: El nombre de la computadora en la red.

Variables de Configuración del Sistema

LANG: Define el idioma, la región y la codificación de caracteres del sistema (ej. es_ES.UTF-8).
$EDITOR: Define qué programa se abre por defecto cuando el sistema necesita que edites un texto (ej. nano o vim).
$TERM: Informa a los programas qué tipo de terminal estás emulando para saber cómo mostrar colores y caracteres.
$DISPLAY: Se utiliza en entornos gráficos para saber en qué pantalla deben aparecer las ventanas de las aplicaciones.

Variables de Sesión y Temporalidad

$TMPDIR: Indica la carpeta donde las aplicaciones deben guardar sus archivos temporales (normalmente /tmp).
$MAIL: La ubicación donde el sistema guarda los correos electrónicos internos del usuario.
$HISTSIZE: Define cuántos comandos puede recordar tu terminal en el historial (los que ves al presionar la flecha arriba)

TIP1: Si instalas programas de bioinformática manualmente (descargando archivos binarios), casi siempre tendrás que modificar la variable $PATH para que el sistema “encuentre” el programa sin que tengas que escribir la ruta completa cada vez.

TIP2: Las variables de ambiente también se utilizan para Windows y Mac OS, sólo cambia la sintaxis.

Comandos de Bash para gestionar variables

Listar todas las variables: el comando lista las variables que el sistema tiene configuradas en este momento.

printenv
env

Mostrar el valor de una variable: Usa echo $NOMBRE_VARIABLE. Es fundamental incluir el símbolo $ para que Bash entienda que quieres ver el contenido y no solo imprimir la palabra.

echo $HOME
echo $PATH

Asignar un valor (Variable Local): Esta variable solo funcionará en la terminal actual.

NOMBRE=valor

Asignar un valor (Variable de Entorno): Al usar export, la variable estará disponible para cualquier programa o script que lances desde esa terminal.

export NOMBRE=valor

Ejemplo:

Crear un atajo para tu carpeta de datos: En lugar de escribir toda la ruta cada vez, puedes guardarla en una variable:

export RAW_DATA=/home/mauricio/investigacion/proyectos/2026/muestras_suelo/fastq

Usar la variable para entrar a esa carpeta rápidamente:

cd $RAW_DATA

Automatizar con un comando de análisis: Si estás usando una herramienta para contar lecturas, puedes usar la variable en el comando:

count_reads.sh $RAW_DATA/muestra01.fastq

Sistema de archivos y estructura de directorios en Linux

En Linux no existen letras de unidad (C:, D:). Todo cuelga de una raíz única:

/ (raíz): el origen de todo el árbol

Jerarquía estándar de directorios

/bin: comandos básicos del sistema (ls, cp, mkdir…)
/boot: archivos de arranque (kernel, bootloader)
/dev: “archivos” que representan dispositivos (discos, USB)
/etc: configuraciones del sistema y programas
/home: carpetas personales de usuarios
/lib: librerías esenciales del sistema
/media y /mnt: puntos típicos de montaje (USB/discos externos)
/opt: software de terceros “grande” (común en cómputo científico)
/root: carpeta personal del superusuario (no confundir con /)
/tmp: temporales (a menudo se limpian al reiniciar)
/usr: programas/librerías/documentación de usuario
/var: archivos variables (logs, colas, BD, etc.)

Conceptos clave

Ruta absoluta: inicia con /

Ejemplo: /home/mauricio/tesis/secuencias.fasta
Ruta relativa: depende de dónde estás parado

Ejemplo: tesis/secuencias.fasta
. directorio actual
.. directorio superior
~ tu carpeta personal (ej. /home/tu_usuario o $HOME)

Ejemplo práctico

Estás en tu terminal y quieres moverte a tu carpeta de trabajo:

Saber dónde estás: pwd (te dirá algo como /home/mauricio).
Ver qué hay en la raíz: ls / (verás todas las carpetas que listamos arriba).
Ir a una carpeta de sistema: cd /etc (aquí podrías ver configuraciones).
Regresar a “casa” rápido: cd ~ (vuelves a tu $HOME).

Permisos y grupos

En Linux, la seguridad se basa en una regla simple: quién puede hacer qué con un archivo o carpeta. Como biólogo, esto es fundamental para proteger tus datos de secuenciación o scripts de análisis para que no sean modificados o borrados por error por otros usuarios.

1. Las Tres Figuras (¿Quién?)

Cada archivo o directorio tiene tres niveles de propiedad:

Usuario (u): Es el dueño del archivo (normalmente quien lo creó).
Grupo (g): Un conjunto de usuarios (por ejemplo, el “Laboratorio_A”). Todos los miembros del grupo comparten los mismos permisos sobre ese archivo.
Otros (o): Cualquier otra persona que tenga acceso al sistema pero no sea el dueño ni pertenezca al grupo.

2. Los Tres Permisos (¿Qué?)

Existen tres acciones básicas que se pueden permitir o denegar:

Lectura (r - Read): Permite ver el contenido del archivo o listar los archivos de una carpeta.
Escritura (w - Write): Permite modificar el contenido del archivo o crear/borrar archivos dentro de una carpeta.
Ejecución (x - Execute): Permite correr un archivo como un programa o entrar en una carpeta (hacer cd).

3. Cómo leer los permisos

Si ejecutas el comando ls -l en tu terminal, verás una cadena de 10 caracteres al principio de cada línea, como esta:

-rwxr-xr--

Se desglosa así:

El primer carácter: Indica el tipo ( - es un archivo, d es un directorio).
Los siguientes tres (rwx): Permisos del Dueño (puede leer, escribir y ejecutar).
Los tres del medio (r-x): Permisos del Grupo (puede leer y ejecutar, pero no modificar).
Los últimos tres (r–): Permisos de Otros (solo pueden leer).

4. Comandos para cambiar permisos y dueños

Para gestionar esto en tu laboratorio digital, usarás principalmente estos tres comandos:

chmod (Change Mode): Cambia los permisos de un archivo.

# dar permiso de ejecución al dueño
chmod u+x script_analisis.sh

# numérico similar al anterior
chmod 755 archivo

# (7=Dueño total, 5=Grupo lectura/ejecución, 5=Otros lectura/ejecución).

Permisos en Linux (Base 421)

En sistemas GNU/Linux, los permisos se representan con:

Read (r) = 4
Write (w) = 2
Execute (x) = 1

La suma de estos valores define el permiso numérico.

Read (4)	Write (2)	Execute (1)	Total
1	1	1	7 = 4 + 2 + 1
1	1	0	6 = 4 + 2
1	0	1	5 = 4 + 1
1	0	0	4 = 4
0	1	1	3 = 2 + 1
0	1	0	2 = 2
0	0	1	1 = 1
0	0	0	0 = 0

Ejemplo

Si un archivo tiene permisos:

rwxr-xr--

Se traduce a:

rwx = 7
r-x = 5
r– = 4

Resultado:

chown (Change Owner): Cambia quién es el dueño del archivo.

sudo chown mauricio secuencia.fasta

chgrp (Change Group): Cambia el grupo al que pertenece el archivo.

chgrp bioinfo_team resultados/

Ejemplo de uso real en el laboratorio

Imagina que tienes una carpeta con resultados de un experimento que quieres que tus colegas vean, pero que nadie pueda borrar o modificar excepto tú.

Te aseguras de ser el dueño:

chown mauricio resultados_pcr/

Asignas el grupo del laboratorio:

chgrp investigadores resultados_pcr/

Ajusta los permisos:

chmod 750 resultados_pcr/

7 (rwx): Tú haces todo.
5 (r-x): Tu grupo puede entrar y ver los archivos.
0 (—): Nadie más en el servidor puede siquiera saber qué hay dentro.

Tip de seguridad :Si intentas usar un comando y recibes el error “Permission denied”, probablemente necesites usar sudo (para actuar como administrador) o pedirle al dueño del archivo que te dé permisos de lectura o ejecución.

Navegación, manipulación y compresión de archivos

Navegación (cd, ls, pwd)

Ir al directorio personal:

cd

Listar contenido del directorio actual:

ls

Entrar a un directorio (ejemplo: Documents):

cd Documents

Volver al directorio personal:

cd

Ir al directorio Images:

cd Images

Mostrar en qué ruta estás (directorio actual):

pwd

Manipulación de archivos y directorios (mkdir, rmdir, rm, cp)

A) Crear directorios dentro de Documents

r al home y luego a Documents:

cd
cd Documents

Crear dos directorios:

mkdir Biology
mkdir Informatics

Verificar:

ls

B) Entrar a un directorio (ruta con `~`)

Ir a Biology usando ruta “completa” con ~:

cd ~/Documents/Biology

C) Crear y borrar un directorio vacío (rmdir)

Crear un directorio dentro de Biology:

mkdir relatividadGeneral
ls

Borrarlo con rmdir:

rmdir relatividadGeneral
ls

Nota: rmdir solo funciona si el directorio está vacío.

Editar archivos de texto con nano (nano)

En ~/Documentos/Biology, crear/abrir un archivo con nano:

cd ~/Documents/Biology
nano epilogoElOrigenDeLasEspecies.txt

Pega texto dentro de nano (en muchas terminales puedes pegar con Ctrl + Shift + V).
Guardar:

Ctrl + O (write out)
Enter para confirmar nombre

Salir:

Ctrl + X

Identificar tipo de archivo (file) y borrar (rm)

(Opcional) Copia una imagen desde Images a Biology

(Ejemplo: hummingbird.png):

cp /home/cristian/Images/hummingbird.png ~/Documents/Biology/
ls ~/Documents/Biology

Usar file para ver el tipo de archivo:

cd ~/Documents/Biology
file epilogoElOrigenDeLasEspecies.txt
file hummingbird.png

Borrar un archivo específico con rm:

rm epilogoElOrigenDeLasEspecies.txt
ls

Nota: rm elimina de forma definitiva (no hay “papelera”).

Archivado vs compresión (idea rápida)

Archivado = juntar muchos archivos en uno (ej. tar).
Compresión = reducir tamaño (ej. gzip, 7z, zip).
A veces van juntos: tar.gz = “tar + gzip”.

Archivado y compresión con ZIP (`zip` / `unzip`)

Comprimir varios archivos en un ZIP

zip archivo.zip archivo1 archivo2

Comprimir un directorio completo (recursivo)

zip -r images.zip ~/Images

-r = recursivo (incluye subcarpetas).

Ver el contenido sin extraer

unzip -l archivo.zip

Extraer (descomprimir)

unzip archivo.zip

Actualizar un ZIP (agregar o reemplazar archivos)

zip archivo.zip nuevo_archivo.txt

Excluir patrones (útil para no meter basura)

zip -r proyecto.zip mi_proyecto/ -x "*.tmp" "*.log" "*/.git/*"

📌 Cuándo usar ZIP: común para compartir con gente en Windows/macOS y para “entregar tareas”.

Compresión con GZIP (`gzip` / `gunzip`)

gzip comprime un archivo (no empaqueta carpetas por sí solo).

Comprimir un archivo (crea .gz y borra el original)

gzip archivo.txt

Mantener el original (`-k`)

gzip -k archivo.txt

Descomprimir

gunzip archivo.txt.gz

Ver el contenido sin descomprimir

zcat archivo.txt.gz

📌 Cuándo usar gzip: súper común en bioinfo (.fastq.gz, .fasta.gz). Permite pipes sin descomprimir a disco.

TAR: empaquetado (y con compresión opcional)

Crear un `.tar` (solo archiva, no comprime)

tar -cvf proyecto.tar mi_proyecto/

-c crear, -v verboso (muestra lo que hace), -f nombre del archivo.

Ver contenido

tar -tvf proyecto.tar

Extraer

tar -xvf proyecto.tar

-x extraer

TAR + GZIP (`.tar.gz` / `.tgz`) (lo más común en Linux)

Crear:

tar -czvf proyecto.tar.gz mi_proyecto/

Extraer:

tar -xzvf proyecto.tar.gz

TAR + bzip2 (`.tar.bz2`) (más compresión, más lento)