20135223何伟钦—信息安全系统设计基础第二周学习总结

学习计时：共9小时

读书：4小时

代码：2小时

作业：2小时

博客：1小时

一、学习目标

1. 熟悉Linux系统下的开发环境   
2. 熟悉vi的基本操作   
3. 熟悉gcc编译器的基本原理   
4. 熟练使用gcc编译器的常用选项   
5 .熟练使用gdb调试技术   
6. 熟悉makefile基本原理及语法规范   
7. 掌握静态库和动态库的生成

二、学习资源

1. 教材：第一章，第七章

2. 《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5

3. 课程资料：https://www.shiyanlou.com/courses/413  

4. Vim编辑器：https://www.shiyanlou.com/courses/2

5. Linxu系统编程：https://www.shiyanlou.com/courses/24实验2、3、4

6. 教学视频：http://pan.baidu.com/s/1kTHxOFl ，参考第十个视频

三、学习方法

 

1. 细看教学视频，认真阅读教材和课程资料，到实验楼中高效完成Vim编辑器和Linxu系统编程的实验，做好笔记

2. 遇到不懂和在网上查找不到的问题及时问同学，或者到博客园讨论小组：http://group.cnblogs.com/103791/提问

3.通过实验楼环境或自己安装的虚拟机在实践中进行学习，对掌握不好的命令多次重复练习

4. 学习完成后在博客园中（http://www.cnblogs.com/）把学习过程通过博客发表，博客标题“201352何伟钦—信息安全系统设计基础第二周学习总结”

 

 

四、学习任务

（提示：请将要求学生完成的任务、测验或思考题列在此处）

1.教材第一章，第七章学习：阅读并消化教材内容（有部分考试内容）

2.《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》第三章3.1-3.5的学习（本周大部分考试内容都从这出，特别是与教材重复内容）

3.完成实验并发Blog

①练习vimtutuor 至少一遍 

②使用vim 输入以下代码,联系使用“K”查找帮助文档：

③练习gcc编译运行代码。 

④练习gdb调试代码 。

⑤把上述代码中除了main函数外的代码制作成一个静态库math.a和一个共享库math.so。 

⑥编写makefile，让代码编译，上述静态库和共享库的使用自动化。

 

 

五、后续学习预告（可选）：

教材第二章《信息的表示和处理》

六、学习过程

                  实验一.Linux基础

1.环境介绍:LX终端,Gvim编辑器

               使用GVim编辑器输入实验所需的代码及文件，使用LX终端（LXTerminal）运行所需命令进行操作

2.元知识(思考)&硬知识(重点)&软知识(经验)

3.Linux在#或$符后面去输入命令，有的时候命令后面还会跟着选项（options）或参数（arguments）。即Linux中命令格式为：

 

选项是调整命令执行行为的开关，选项不同决定了命令的显示结果不同。

参数是指命令的作用对象。

如ls命令，ls或ls .显示是当前目录的内容，这里“.”就是参数，表示当前目录，是缺省的可以省略。我们可以用ls -a .显示当前目录中的所有内容，包括隐藏文件和目录。其中“-a” 就是选项，改变了显示的内容

4.man命令

 man是manul的缩写，我们可以通过man man来查看man的帮助

帮助文档包含：

 

 

man有一个-k 选项用起来非常好，这个选项让你学习命令，编程时有了一个搜索引擎，可以举一反三。 我们通过一个例子来说明，比如数据结构中学过排序（sort）,我不知道C语言中有没有完成这个功能的函数，可以通过“man -k sort”来搜索

结合后面学习的grep 命令和管道，可以多关键字查找：

 

5.cheat命令

cheat 命令不是Linux自带的

cheat命令是在GNU通用公共许可证下，为Linux命令行用户发行的交互式备忘单应用程序。它提供显示Linux命令使用案例，包括该命令所有的选项和简短但尚可理解的功能。

使用cheat命令作弊是可以的。

6.其他核心命令

和查找相关的核心命令还有find,locate,grep,whereis,which,其中：

• find查找一个文件在系统中的什么位置，locate是神速版本的find（Windows下有个Everything工具和locate类似）.
• grep 可以对文件全文检索，支持正则表达式，正则表达式也是一个重要的元知识。
• whereis,which告诉你使用的命令工具装在什么地方。

上面的命令包括man -k有一个共同特点就是基于“搜索”

 

 

 

 

             实验二.Linux下C语言开发基础

1.Vim

VIMTUTOR是个实践教程，通过实践30分钟让你对VIM编辑器入门，只要在命令行中输入vimtutor,然后跟着教程练习就可以了。如下图：

 

程序员有几个键提示一下：

• 大写“K”可以用来查找函数的帮助信息:查看 man page,命令模式下，将光标放在函数名上，按"K"可以直接察看 man page。
• 几个设置

:set nu 显示行号

:set ai 自动缩行

:set ts=4 设置一个 TAB 键等于几个空格

• 移动光标

[[ 转到上一个位于第一列的"{"

]] 转到下一个位于第一列的"{"

{ 转到上一个空行

} 转到下一个空行

gd 转到当前光标所指的局部变量的定义

3.gcc

GCC编译代码的过程如下

 

我们可以把编译过程分成四步，以编译hello.c生成可执行文件hello为例

预处理：gcc –E hello.c –o hello.i;gcc –E调用cpp

编 译：gcc –S hello.i –o hello.s;gcc –S调用ccl

汇 编：gcc –c hello.s –o hello.o;gcc -c 调用as

链 接：gcc hello.o –o hello ;gcc -o 调用ld

编译过程比较难记，我们简化一下，前三步，GCC的参数连起来是“ESc”,相应输入的文件的后缀是“iso”,这样记忆起来就容易多了。

4.gdb

建议使用CGDB，比GDB好用，熟悉VC的调试方式，可以使用DDD。 注意使用GCC编译时要加“-g”参数。 参考gdb参考卡GDB最基本的命令有：

• gdb programm(启动GDB)
• b 设断点（要会设4种断点：行断点、函数断点、条件断点、临时断点）
• run 开始运行程序
• bt 打印函数调用堆栈
• p 查看变量值
• c 从当前断点继续运行到下一个断点
• n 单步运行
• s 单步运行
• quit 退出GDB
• display 跟踪变量值的改变
• until 跳出循环
• finish 跳出函数
• help 帮助

Vim编辑器

实验一.Vim快速入门

1.Vim模式介绍

6种基本模式：

①普通模式(Normal mode)

②插入模式(Insert mode)

③可视模式(Visual mode)

④选择模式(Select mode)

⑤命令行模式(Command line mode)

⑥Ex模式(Ex mode)

2.三种常用模式的切换

①vim启动进入普通模式，处于插入模式或命令行模式时只需要按Esc或者Ctrl+[(这在vim课程环境中不管用)即可进入普通模式。

②普通模式中按i（插入）或a（附加）键都可以进入插入模式；

③普通模式中按:进入命令行模式。命令行模式中输入wq回车后保存并退出vim。

3.进入vim

使用vim命令进入vim界面:

vim后面加上你要打开的已存在的文件名或者不存在（则作为新建文件）的文件名。 打开Xfce终端，输入以下命令

$ vim practice_1.txt

直接使用vim也可以打开vim编辑器，但是不会打开任何文件。

$ vim

进入命令行模式后输入:e 文件路径 同样可以打开相应文件。

按Esc进入普通模式，在该模式下使用方向键或者h,j,k,l键可以移动游标。

按键	说明
h	左
l	右（小写L）
j	下
k	上
w	移动到下一个单词
b	移动到上一个单词

4.插入模式

在普通模式下使用下面的键将进入插入模式，并可以从相应的位置开始输入

命令	说明
i	在当前光标处进行编辑
I	在行首插入
A	在行末插入
a	在光标后插入编辑
o	在当前行后插入一个新行
O	在当前行前插入一个新行
cw	替换从光标所在位置后到一个单词结尾的字符

请尝试不同的从普通模式进入插入模式的方法，在最后一行shiyanlou前面加上www.，注意每次要先回到普通模式才能切换成以不同的方式进入插入模式

5.保存文档

命令行模式下保存文档：

保存文档从普通模式输入:进入命令行模式，输入w回车，保存文档。输入:w 文件名可以将文档另存为其他文件名或存到其它路径下

6.退出vim

①命令行模式下退出vim：

从普通模式输入:进入命令行模式，输入wq回车，保存并退出编辑

以下为其它几种退出方式：

命令	说明
:q!	强制退出，不保存
:q	退出
:wq!	强制保存并退出
:w <文件路径>	另存为
:saveas 文件路径	另存为
:x	保存并退出
:wq	保存并退出

②普通模式下退出vim

普通模式下输入Shift+zz即可保存退出vim

7.删除文本

1.普通模式下删除vim文本信息

进入普通模式，使用下列命令可以进行文本快速删除：

命令	说明
x	删除游标所在的字符
X	删除游标所在前一个字符
Delete	同x
dd	删除整行
dw	删除一个单词（不适用中文）
d$或D	删除至行尾
d^	删除至行首
dG	删除到文档结尾处
d1G	删至文档首部

除此之外，你还可以在命令之前加上数字，表示一次删除多行，如：

2dd表示一次删除2行

实验二.Vim文档编辑

一、vim重复命令

1.重复执行上次命令

在普通模式下.(小数点)表示重复上一次的命令操作

拷贝测试文件到本地目录

$ cp /etc/protocols .

打开文件进行编辑

$ vim protocols

普通模式下输入x，删除第一个字符，输入.(小数点)会再次删除一个字符，除此之外也可以重复dd的删除操作

2.执行指定次数相同的命令

进入普通模式输入N<command>，N表示重复后面的次数，下面来练习以下：

打开文件文件进行编辑

$ vim protocols

输入10x，删除10个连续字符

输入3dd，将会删除3行文本

在普通模式下，你还可以使用dw或者daw(delete a word)删除一个单词，所以你可以很容易的联想到dnw(n替换为相应数字)表示删除n个单词

二、游标的快速跳转

普通模式下，下列命令可以让光标快速调转到指定位置，我们分别讨论快速实现行间跳转和行内跳转

1.行间跳转

命令	说明
nG(n Shift+g)	游标移动到第 n 行(如果默认没有显示行号，请先进入命令模式，输入:set nu以显示行号)
gg	游标移动到到第一行
G(Shift+g)	到最后一行

使用vim打开练习文档

$ vim protocols

依次进行如下操作练习：

快速跳转到第9行，然后将其该行删除

回到第一行，向下删除8行

跳转到文档末，然后删除该行

2.行内跳转

普通模式下使用下列命令在行内按照单词为单位进行跳转

命令	说明
w	到下一个单词的开头
e	到下一个单词的结尾
b	到前一个单词的开头
ge	到前一个单词的结尾
0或^	到行头
$	到行尾
f<字母>	向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置(非常实用)
F<字母>	向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配的位置
t<字母>	向后搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之前的一个字母(不常用)
T<字母>	向前搜索<字母>并跳转到第一个匹配位置之后的一个字母(不常用)

 

三、复制粘贴和剪切

1.复制及粘贴文本

 

 

 

普通模式：

使用y复制

①yy复制游标所在的整行（3yy表示复制3行）

②y^ 复制至行首，或y0。不含光标所在处字符。

③y$ 复制至行尾。含光所在处字符。

④yw 复制一个单词。

⑤y2w 复制两个单词。

⑥yG 复制至文本末。

⑦y1G 复制至文本开头。

⑧使用p粘贴

⑨p(小写)代表粘贴至光标后（下）

⑩P(大写)代表粘贴至光标前（上）

2.剪切及粘贴

①d删除命令就是剪切，你每次dd删除文档内容后，便可以使用p来粘贴，

②Ddp：实现了快速交换光标所在行与它下面的行

                               实验三.查找替换

一、字符的替换及撤销(Undo操作)

1.替换和撤销(Undo)命令

替换和Undo命令都是针对普通模式下的操作

命令	说明
r+<待替换字母>	将游标所在字母替换为指定字母
R	连续替换，直到按下Esc
cc	替换整行，即删除游标所在行，并进入插入模式
cw	替换一个单词，即删除一个单词，并进入插入模式
C(大写)	替换游标以后至行末
~	反转游标所在字母大小写
u{n}	撤销一次或n次操作
U(大写)	撤销当前行的所有修改
Ctrl+r	redo，即撤销undo的操作

练习：

输入11G，跳转到11行

输入fa跳转到第一个a字符

输入r，并且输入b，a字符被b字符替换（实用）

输入R替换字符，输入新字符串，输入完按ESC回到普通模式（实用）

输入cc替换整行字符，输入新字符串，输入完按ESC回到普通模式

输入cw 替换一个英文字(word)，输入完按ESC回到普通模式（实用）

输入~，翻转游标所在字符的大小写

输入C 替换至行尾，即游标所在处以后的字都会被替换，输入完按ESC回到普通模式

输入u 撤销上一次的操作

二、快速缩进

1.使用命令进行快速调整缩进操作，缩进操作均在普通模式下有效

打开文件进行编辑

$ vim protocols（普通模式下）

输入15G，跳转到15行

输入>> 整行将向右缩进

输入<< 整行向左回退

输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数

 

2.shiftwidth命令

shiftwidth命令是指上一节>>命令产生的缩进（可以简写成sw） 普通模式下输入:进入命令行模式下对shiftwidth值进行设置可以控制缩进和回退的字符数 获取目前的设定值

:set shiftwidth?

设置缩进为10个字符

:set shiftwidth=10

输入ESC回到普通模式，再次尝试>>看缩进量是否变化

3.调整文本位置

命令行模式下输入:ce(center)命令使本行内容居中

:ce

命令行模式下输入:ri(right)命令使本行文本靠右

:ri

命令行模式下输入:le(left)命令使本行内容靠左

:le

三、查找

1.快速查找

普通模式下输入/然后键入需要查找的字符串 按回车后就会进行查找。 

①？与/功能相同   注意：？是向上而/是向下查找

②入查找之后，输入n和N可以继续查找  注意： n表示继续查找，N反向查找

2.快速查找练习

使用vim打开文件进行编辑

$ vim protocols（普通模式下）

输入/icmp查找字符串icmp

输入n查找下一个icmp

输入？tcp向上查找字符串tcp

输入N查找上一个出现的tcp

3.高级查找

普通模式下输入\*寻找游标所在处的单词

普通模式下输入\#同上，但 \* 是向前（上）找，#则是向后（下）

普通模式下输入g\*同\* ，但部分符合该单词即可

普通模式下输入g\#同\# ，但部分符合该单词即可

实验四.高级功能入门

一、多文件编辑

1.使用vim编辑多个文件

编辑多个文件有两种形式：①在进入vim前使用的参数就是多个文件   ②进入vim后再编辑其他的文件

$ vim 1.txt 2.txt

默认进入1.txt文件的编辑界面

命令行模式下输入:n编辑2.txt文件，可以加!即:n!强制切换，之前一个文件的输入没有保存，仅仅切换到另一个文件

命令行模式下输入:N编辑1.txt文件，可以加!即:N!强制切换，之前文件内的输入没有保存，仅仅是切换到另一个文件

 

2.进入vim后打开新文件

命令行模式下输入:e 3.txt 打开新文件3.txt

命令行模式下输入:e# 回到前一个文件

命令行模式下输入:ls可以列出以前编辑过的文档

命令行模式下输入:b 2.txt（或者编号）可以直接进入文件2.txt编辑

命令行模式下输入:bd 2.txt（或者编号）可以删除以前编辑过的列表中的文件项目

命令行模式下输入:e! 4.txt，新打开文件4.txt，放弃正在编辑的文件

命令行模式下输入:f 显示正在编辑的文件名

命令行模式下输入:f new.txt，改变正在编辑的文件名字为new.txt

 

3.恢复文件

如果因为断电等原因造成文档没有保存，可以采用恢复方式，vim -r进入文档后，输入:ewcover 1.txt来恢复

$ vim -r 1.txt

二、可视模式

1.可视模式命令简介

在普通模式下输入v（小写），进入字符选择模式，就可以移动光标，光标走过的地方就会选取。再次按下v会后就会取消选取。

 

 

在普通模式下输入Shift+v（小写），进入行选择模式，按下V之后就会把整行选取，您可以上下移动光标选更多的行，同样，再按一次Shift+v就可以取消选取。

在普通模式下输入 Ctrl+v（小写），这是区域选择模式，可以进行矩形区域选择，再按一次Ctrl+v取消选取。

在普通模式下输入d删除选取区域内容

在普通模式下输入y复制选取区域内容

 

2.可视模式命令练习

拷贝练习文件到当前目录

$ cp /etc/protocols .

打开练习文件

$ vim protocols

在普通模式下9G跳转到第9行,输入Shift+v（小写V），进入可视模式进行行选择，选中5行，按下>>缩进，将5行整体缩进一个shiftwidth

在普通模式下输入 Ctrl+v（小写v），进入可视模式进行矩形区域选择，选中第一列字符然后x删除整列

三、视窗操作

1.视窗操作简介

命令行模式下输入:new 打开一个新的vim视窗，并进入视窗编辑一个新文件（普通模式下输入Ctrl+w也可以）

命令行模式下输入:sp 1.txt 打开新的横向视窗来编辑1.txt

命令行模式下输入:vsp 2.txt 打开新的纵向视窗来编辑1.txt

普通模式下Ctrl-w s 将当前窗口分割成两个水平的窗口

普通模式下Ctrl-w v 将当前窗口分割成两个垂直的窗口

普通模式下Ctrl-w q 即 :q 结束分割出来的视窗。如果在新视窗中有输入需要使用强制符！即:q!

普通模式下Ctrl-w o 打开一个视窗并且隐藏之前的所有视窗

普通模式下Ctrl-w j 移至下面视窗

普通模式下Ctrl-w k 移至上面视窗

普通模式下Ctrl-w h 移至左边视窗

普通模式下Ctrl-w l 移至右边视窗

普通模式下Ctrl-w J 将当前视窗移至下面

普通模式下Ctrl-w K 将当前视窗移至上面

普通模式下Ctrl-w H 将当前视窗移至左边

普通模式下Ctrl-w L 将当前视窗移至右边

普通模式下Ctrl-w - 减小视窗的高度

普通模式下Ctrl-w + 增加视窗的高度

 

2.视窗操作练习

打开练习文件

$ vim 1.txt

命令行模式下输入:new 打开一个新的vim视窗

命令行模式下输入:sp 2.txt 打开新的横向视窗来编辑2.txt

命令行模式下输入:vsp 3.txt 打开新的横向视窗来编辑3.txt

如果使用非chrome浏览器可以使用Ctrl+w进行视窗间的跳转

命令行模式下输入:q!退出多视窗编辑

 

四、文档加密

1.创建加密文档

$ vim -x file1

输入您的密码 确认密码 这样在下一次打开时，vim就会要求你输入密码

五、在vim执行外部命令

在命令行模式中输入!可以执行外部的shell命令

:!ls 用于显示当前目录的内容

:!rm FILENAME用于删除名为 FILENAME 的文件

:w FILENAME可将当前 VIM 中正在编辑的文件另存为 FILENAME 文件

 

六、帮助系统

1.vim中的查看帮助

 

普通模式下按F1打开vim自己预设的帮助文档

命令行模式下输入:h shiftwidth 打开名为shiftwidth的帮助文件

命令行模式下输入:ver 显示版本及参数

 

七、功能设定

1.vim的功能设定

可以在编辑文件的时候进行功能设定，如命令行模式下输入:set nu（显示行数），设定值退出vim后不会保存。要永久保存配置需要修改vim配置文件。 vim的配置文件~/.vimrc，可以打开文件进行修改，不过务必小心不要影响vim正常使用

2.获取目前的设定

命令行模式下输入:set或者:se显示所有修改过的配置

命令行模式下输入:set all 显示所有的设定值

命令行模式下输入:set option? 显示option的设定值

命令行模式下输入:set nooption 取消当期设定值

3.set功能的说明

命令行模式下输入:set autoindent(ai) 设置自动缩进

命令行模式下输入:set autowrite(aw) 设置自动存档，默认未打开

命令行模式下输入:set background=dark或light，设置背景风格

命令行模式下输入:set backup(bk) 设置自动备份，默认未打开

命令行模式下输入: set cindent(cin) 设置C语言风格缩进

 注：教学视频、《嵌入式Linux应用程序开发标准教程》和书本第一、七章大多内容相同，在此不做阐述;

 

 

 

 

八、其他

在这一周学习中，.我基本熟悉Linux系统下的开发环境 、熟悉vi的基本操作 、gcc编译器的基本原理、常用选项和 gdb调试技术  、makefile基本原理及语法规范 .同时，我也认识到vim功能强大,熟练各种命令之后能大大提高工作效率。但是，相应的，vim的入门掌握较为困难，需要大量的练习来适应。任重而道远，但我相信熟能生巧！