详解Windows（十四）——PowerShell与命令提示符

一、Windows命令行工具概述

1. 什么是命令行界面(CLI)

命令行界面，简称CLI（Command Line Interface），是一种通过输入文字命令来操作电脑的方式。与我们熟悉的图形用户界面（GUI，就是平常点点鼠标的那种）不同，命令行更像是直接"对话"的方式与电脑沟通。你输入文字命令，电脑就执行相应的操作，然后返回结果。虽然看起来不如图形界面直观，但命令行在执行复杂任务、批量处理和系统管理方面非常高效。

2. Windows中命令行工具的发展历史

最初期：MS-DOS（Microsoft磁盘操作系统）是Windows的前身，完全基于命令行
Windows 95/98/XP时代：图形界面兴起，但保留了命令提示符（CMD）作为DOS的继承者
Windows Vista/7：引入了PowerShell 1.0，开始革新命令行体验
Windows 10/11：深度整合PowerShell，并引入新的Windows Terminal，命令行工具迎来"复兴"

3. 命令行工具在系统管理中的重要性

命令行工具就像是Windows系统的"后门钥匙"，能够：

快速执行复杂任务，几行命令可能顶上几十次鼠标点击
自动化重复性工作，一次编写脚本，多次使用
提供对系统更深层次的控制，某些功能在图形界面中根本无法实现
远程管理服务器或其他计算机，即使没有图形界面也能操作
批量处理文件或数据，效率远高于手动操作

4. 命令提示符与PowerShell的基本区别

想象一下：

命令提示符(CMD)：像一把老式的瑞士军刀，基本功能都有，但相对简单
PowerShell：则像现代多功能工具，不仅包含旧军刀全部功能，还增加了许多新功能，而且更加智能

主要区别：

CMD处理的是文本，PowerShell处理的是对象（后面会详细解释）
PowerShell兼容CMD大部分命令，但CMD不识别PowerShell特有命令
PowerShell有更现代的编程特性，语法更接近高级编程语言
PowerShell能够直接访问.NET框架，功能更加强大

二、命令提示符(CMD)详解

1. 命令提示符的起源与历史

命令提示符是Windows的"元老级"工具，它的祖先可以追溯到1980年代的MS-DOS。当时电脑还没有图形界面，所有操作都通过命令完成。随着Windows的图形化发展，命令提示符作为"后门"被保留下来，让用户能够直接通过命令与系统交互。

2. 如何打开和启动命令提示符

打开命令提示符有多种方法：

按下Win键+R，输入cmd，回车
在开始菜单搜索"命令提示符"或"cmd"
在文件资源管理器地址栏输入cmd并回车
按住Shift键，在文件夹空白处右键，选择"在此处打开命令窗口"（部分Windows版本支持）

3. 命令提示符的界面介绍

打开命令提示符后，你会看到一个黑色背景的窗口，顶部显示版本信息，窗口中通常显示：

C:\Users\用户名>_

这里的C:\Users\用户名>表示当前所在的文件夹位置（称为"当前路径"），_是闪烁的光标，表示等待你输入命令。

4. 基础命令操作

文件和目录操作命令

dir：列出当前目录下的文件和文件夹（相当于图形界面中的"查看文件夹内容"）
cd 文件夹名：切换到指定文件夹（Change Directory的缩写）
- cd ..：返回上一级目录
- cd \：返回到盘符根目录
- cd /d D:：切换到其他盘符（如D盘）
mkdir 文件夹名或md 文件夹名：创建新文件夹
copy 源文件目标位置：复制文件
move 源文件目标位置：移动文件
del 文件名：删除文件
rmdir 文件夹名或rd 文件夹名：删除文件夹

系统信息查询命令

systeminfo：显示详细的系统信息，包括操作系统版本、内存、安装日期等
tasklist：显示当前运行的所有进程
ver：显示Windows版本
date：显示或设置系统日期
time：显示或设置系统时间

网络相关命令

ipconfig：显示网络配置信息，如IP地址、子网掩码等
- ipconfig /all：显示更详细的网络配置
- ipconfig /release：释放IP地址
- ipconfig /renew：重新获取IP地址
ping 网址或IP：测试与目标地址的网络连接
tracert 网址或IP：跟踪数据包到达目标的路径
netstat：显示网络连接、路由表和网络接口信息

5. 批处理文件(.bat)的创建与使用

批处理文件是将多条命令按顺序写入文本文件，扩展名为.bat的文件。双击即可依次执行所有命令，常用于自动化重复任务。

创建批处理文件步骤：

打开记事本
输入你想执行的命令，每条命令占一行
保存文件，扩展名设为.bat（例如：清理临时文件.bat）
双击文件即可执行

简单批处理文件示例：

@echo offecho 开始清理临时文件...del /q %temp%\*echo 清理完成！pause

6. 命令提示符的优缺点

优点：

系统资源占用少，在低配置电脑上也能快速运行
启动迅速，执行命令高效
兼容性好，在所有Windows版本中基本相同
对于简单任务，命令较为简洁

缺点：

功能相对有限，复杂操作需要组合多条命令
只能处理文本，不能直接处理复杂数据结构
错误处理能力弱，脚本编写不够灵活
语法不够直观，对新手不够友好

7. 常见使用场景

快速查看和修改文件系统
执行简单的网络诊断（如ping测试）
运行简单的批处理自动化任务
查询系统基本信息
当图形界面出现问题时的应急操作

三、PowerShell入门

1. PowerShell的诞生背景与发展历程

PowerShell诞生于21世纪初，微软意识到传统CMD已经难以满足现代系统管理需求，特别是在服务器环境中。因此，他们设计了这款全新的命令行工具，融合了命令行的便捷性和面向对象编程的强大功能。PowerShell最初代号为"Monad"，2006年正式发布1.0版本。

2. PowerShell版本演进

PowerShell 1.0（2006年）：首次推出，基本功能建立
PowerShell 2.0（2009年）：添加远程处理功能
PowerShell 3.0-5.1（2012-2016年）：增强功能和兼容性，成为Windows内置组件
PowerShell Core 6.0+（2018年起）：开源跨平台版本，可在Linux和macOS上运行
PowerShell 7.0+（2020年起）：整合了Windows PowerShell和Core版本的优点

3. 如何打开和启动PowerShell

打开PowerShell的方法：

按下Win键+X，选择"Windows PowerShell"或"终端"（Windows 11）
在开始菜单搜索"PowerShell"
按下Win键+R，输入powershell，回车
右键点击开始菜单图标，选择PowerShell选项

4. PowerShell的界面特点

PowerShell的默认界面与CMD类似，但有明显区别：

默认背景为深蓝色（而不是CMD的黑色）
提示符以"PS"开头，如：PS C:\Users\用户名>
命令执行结果通常更加格式化，颜色也更丰富
可以使用Tab键自动补全命令和路径

5. PowerShell与传统CMD的区别

从使用角度看：

PowerShell支持CMD中几乎所有命令，还有自己独特的命令体系
PowerShell命令（cmdlet）遵循"动词-名词"结构，如Get-Process
PowerShell处理的是对象而非纯文本，可以直接操作对象的属性和方法
PowerShell内置了强大的脚本语言功能，接近编程语言
PowerShell对系统有更深入的访问权限，可以管理注册表、证书等高级功能

四、PowerShell核心概念

1. cmdlet(命令小程序)工作原理

cmdlet（读作"command-let"）是PowerShell的基本命令单元，它们都遵循"动词-名词"的命名方式：

动词部分描述要执行的操作（如Get, Set, New, Remove）
名词部分描述操作的对象（如Process, Service, Item）

例如：

Get-Process：获取当前运行的进程
Stop-Service：停止一个服务
New-Item：创建一个新文件或文件夹

这种统一的命名约定使命令更易记忆和理解，新手也能猜出许多命令。

2. PowerShell的对象导向特性

这是PowerShell最强大的特点。与CMD只处理文本不同，PowerShell处理的是完整的对象。

简单举例：

在CMD中，dir命令输出的是文本列表
在PowerShell中，Get-ChildItem（dir的别名）输出的是文件对象集合，每个文件都有属性（如大小、创建日期）和方法（如复制、删除）

这意味着你可以：

# 获取所有txt文件并按大小排序Get-ChildItem -Filter *.txt | Sort-Object -Property Length

3. 管道(Pipeline)与对象传递

管道操作符|允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入，形成命令链：

# 获取前5个最大的日志文件Get-ChildItem -Filter *.log | Sort-Object -Property Length -Descending | Select-Object -First 5

在PowerShell中，管道传递的是完整对象，而不仅仅是文本，这使得处理更加灵活。

4. 别名系统(Alias)

为了便于从CMD迁移和提高输入效率，PowerShell提供了大量命令别名：

dir = Get-ChildItem（列出目录内容）
cls = Clear-Host（清屏）
cd = Set-Location（更改目录）

你可以用Get-Alias命令查看所有可用别名，甚至可以创建自己的别名：

New-Alias -Name "ll" -Value "Get-ChildItem"

5. 脚本执行策略

出于安全考虑，PowerShell默认不允许运行未签名的脚本。执行策略有几个级别：

Restricted：不允许运行任何脚本（默认）
RemoteSigned：允许运行本地脚本，但远程下载的脚本需要签名
AllSigned：允许运行已签名的脚本
Unrestricted：允许运行任何脚本（不推荐）

查看当前策略：

Get-ExecutionPolicy

修改执行策略（需要管理员权限）：

Set-ExecutionPolicy RemoteSigned

6. 模块(Module)系统

模块是PowerShell功能的扩展包，类似于软件插件。Windows内置了许多模块，你也可以安装第三方模块：

# 列出已安装的模块Get-Module -ListAvailable# 导入模块Import-Module ModuleName# 从PowerShell Gallery安装新模块Install-Module -Name ModuleName

常用模块包括Active Directory管理、Azure云服务管理等。

五、PowerShell实用功能

1. 基础命令操作

帮助命令

# 获取命令帮助Get-Help Get-Process# 查找包含"process"的命令Get-Command *process*# 查看命令示例Get-Help Get-Process -Examples# 在线查看详细帮助Get-Help Get-Process -Online

文件系统操作命令

# 列出文件和文件夹Get-ChildItem（别名：dir, ls）# 创建新文件夹New-Item -Path "C:\测试" -ItemType Directory# 复制文件Copy-Item "源文件.txt" -Destination "目标文件.txt"# 移动文件Move-Item "文件.txt" -Destination "C:\目标文件夹"# 删除文件Remove-Item "文件.txt"

系统管理命令

# 查看所有运行中的进程Get-Process# 停止指定进程Stop-Process -Name "notepad"# 查看系统服务Get-Service# 启动服务Start-Service -Name "服务名"# 查看系统事件日志Get-EventLog -LogName System -Newest 10

2. 变量与数据类型

PowerShell中的变量以$符号开头：

# 创建变量$name = "小明"$age = 20$files = Get-ChildItem# 显示变量内容$name$files | Format-Table# 变量类型$name.GetType()  # 返回System.String

常见数据类型：

字符串：$text = "Hello"
数字：$num = 42
布尔值：$isValid = $true
数组：$array = 1,2,3,4,5
哈希表：$person = @{Name="小明"; Age=25}

3. 脚本编写基础

PowerShell脚本是扩展名为.ps1的文本文件。脚本示例：

# 简单备份脚本.ps1param ([string]$SourceFolder,[string]$BackupFolder)# 创建带时间戳的备份文件夹$timestamp = Get-Date -Format "yyyy-MM-dd-HHmm"$destFolder = Join-Path $BackupFolder "Backup_$timestamp"New-Item -Path $destFolder -ItemType Directory -Force# 复制所有文件Copy-Item -Path "$SourceFolder\*" -Destination $destFolder -RecurseWrite-Host "备份完成！文件已复制到: $destFolder" -ForegroundColor Green运行脚本：.\简单备份脚本.ps1 -SourceFolder "C:\重要文档" -BackupFolder "D:\备份"4. 函数与模块开发

函数是可重用的代码块：

# 定义函数function Get-FileStats {param ([string]$Path = ".")$files = Get-ChildItem -Path $Path -File$totalSize = ($files | Measure-Object -Property Length -Sum).Sumreturn [PSCustomObject]@{FileCount = $files.CountTotalSizeMB = [math]::Round($totalSize / 1MB, 2)AverageSizeKB = [math]::Round(($totalSize / $files.Count) / 1KB, 2)}}# 使用函数Get-FileStats -Path "C:\Windows"你可以将多个相关函数整合到一个模块中，便于分享和重用。5. PowerShell远程管理功能PowerShell可以远程连接并管理其他计算机：# 启用远程管理（在目标计算机上执行）Enable-PSRemoting -Force# 连接到远程计算机Enter-PSSession -ComputerName 计算机名或IP# 在远程计算机上执行命令Invoke-Command -ComputerName 计算机名 -ScriptBlock { Get-Process }

6. PowerShell集成脚本环境(ISE)与VS Code集成

PowerShell ISE：Windows内置的PowerShell编辑器，有代码补全、语法高亮等功能
Visual Studio Code：安装PowerShell扩展后，成为功能更强大的PowerShell开发环境，支持调试、版本控制等

六、命令提示符与PowerShell的比较

1. 语法差异

CMD：命令简单，参数用斜杠/标识
dir /a /o:s
PowerShell：命令采用动词-名词结构，参数用破折号-标识
Get-ChildItem -Force -Property Length

2. 功能对比

功能	命令提示符	PowerShell
基本文件操作	✓	✓
复杂数据处理	✗	✓
对象操作	✗	✓
系统深度访问	有限	全面
远程管理	有限	强大
脚本编程能力	基础	高级
.NET框架访问	✗	✓

3. 性能比较

启动速度：CMD更快
单一命令执行：CMD略快
复杂任务处理：PowerShell更快（因为可以用更少的命令完成）
内存占用：CMD更低，PowerShell较高

4. 适用场景分析

CMD适合：
- 简单的文件操作
- 基本的系统查询
- 资源受限的环境
- 追求启动速度
- 执行兼容性要求高的批处理文件
PowerShell适合：
- 复杂的系统管理任务
- 自动化脚本编写
- 批量处理大量数据
- 远程管理多台计算机
- 与其他系统集成（如数据库、云服务）

5. 学习曲线比较

CMD：入门容易，但能力上限低
PowerShell：入门门槛较高，但掌握后功能强大，上限高

七、实际应用场景

1. 日常系统维护任务

使用PowerShell定期清理临时文件：

# 创建定期清理脚本$tempFolders = @("$env:TEMP","$env:SystemRoot\Temp","$env:SystemRoot\Prefetch")foreach ($folder in $tempFolders) {Remove-Item -Path "$folder\*" -Force -Recurse -ErrorAction SilentlyContinueWrite-Host "已清理: $folder" -ForegroundColor Green}

2. 批量文件处理

重命名多个文件：

# 为所有JPG文件添加日期前缀$files = Get-ChildItem -Filter *.jpg$date = Get-Date -Format "yyyyMMdd_"foreach ($file in $files) {$newName = $date + $file.NameRename-Item -Path $file.FullName -NewName $newName}

3. 自动化运维

监控服务状态并自动重启：

# 监控重要服务，如果停止则重启$servicesToMonitor = @("wuauserv", "Spooler")foreach ($service in $servicesToMonitor) {$status = Get-Service -Name $serviceif ($status.Status -ne "Running") {Write-Host "服务 $service 未运行，正在重启..." -ForegroundColor YellowStart-Service -Name $service} else {Write-Host "服务 $service 运行正常" -ForegroundColor Green}}

4. 系统问题排查

使用PowerShell诊断网络问题：

# 网络诊断工具function Test-NetworkConnection {param ([string[]]$Targets = @("www.baidu.com", "www.qq.com"))$results = @()foreach ($target in $Targets) {$pingResult = Test-Connection -ComputerName $target -Count 4 -Quiet$dnsResult = Resolve-DnsName -Name $target -ErrorAction SilentlyContinue$results += [PSCustomObject]@{Target = $targetPingSuccess = $pingResultIPAddress = if ($dnsResult) { $dnsResult[0].IPAddress } else { "解析失败" }}}return $results | Format-Table}Test-NetworkConnection

5. 网络管理与故障诊断

检查和重置网络适配器：

# 重置网络适配器function Reset-NetworkAdapter {$adapter = Get-NetAdapter | Where-Object { $_.Status -eq "Up" } | Select-Object -First 1Write-Host "正在重置网络适配器: $($adapter.Name)..." -ForegroundColor YellowDisable-NetAdapter -Name $adapter.Name -Confirm:$falseStart-Sleep -Seconds 5Enable-NetAdapter -Name $adapter.Name -Confirm:$falseWrite-Host "网络适配器已重置，正在等待连接..." -ForegroundColor YellowStart-Sleep -Seconds 10$newStatus = (Get-NetAdapter -Name $adapter.Name).StatusWrite-Host "当前状态: $newStatus" -ForegroundColor Green# 显示新的IP信息Get-NetIPAddress -InterfaceAlias $adapter.Name | Format-Table}

八、小白入门指南

1. 第一步：熟悉基本命令

从这些最常用的命令开始：

CMD基础命令：