20145219 《信息安全系统设计基础》第02周学习总结

20145219 《信息安全系统设计基础》第02周学习总结

教材学习内容总结

vi的基本操作

• 对Vim的基本介绍

  Vim是一个超级超级强大的文本编辑器，是跨平台的。特点：历史悠久、有模式、可以实现复杂需求、一能百能、无限灵活。

• vim的模式

  1、6种基本模式

    普通模式(Normal mode)（常用）
    插入模式(Insert mode)（常用）
    可视模式(Visual mode)
    选择模式(Select mode)
    命令行模式(Command line mode)（常用）
    Ex模式(Ex mode)
  

  2、3种常用模式的切换:vim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。普通模式中按i（插入）或a（附加）键都可以进入插入模式，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: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。 命令vim 文件名或vim。
  

4、退出与保存：

	: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

普通模式下输入Shift+zz即可保存退出vim

• 建立vim文件并进入

    vim <文件名><回车>	新建文件（可同时创建多个文件，默认进入第一个）
    :e 3.txt	打开新文件3.txt
    :e#		回到前一个文件
    :ls		可以列出以前编辑过的文档
    :b 2.txt（或者编号）	可以直接进入文件2.txt编辑
    :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
    :e! 4.txt	新打开文件4.txt，放弃正在编辑的文件
    :f		显示正在编辑的文件名
    :f new.txt	改变正在编辑的文件名字为new.txt
  

• 恢复文件

  输入vim -r 1.txt进入文件，然后输入:ewcover 1.txt来恢复

• 移动光标

  上、下、左、右：k、j、h、l

• 进入和退出

  退出：按下<Esc>键，输入:q!<回车>（无保存退出）

  进入：输入vimtutor<回车>

• 行内跳转

    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)
  

• 文本编辑

  删除命令：d 操作对象

    w	当前光标位置至下一单词起始处，不包括第一个字符
    e	当前光标处至单词末尾，包括最后一个字符
    $	当前光标位置至行末
  

  删除光标所在位置字符：按下x键

  删除当前行：输入dd键

  在光标前插入字符：按下i键输入字符，按下<Esc>键返回正常模式

  在一行后添加文本：按下a键输入必要内容，按下<Esc>键返回正常模式

  保存并退出：输入:wq<回车>

  移动光标至行首：按下0键

  将最后一次删除的内容至于光标之后：按下p键

  重复上一次的命令操作：按下.(小数点)

  快速交换光标所在行与它下面的行：输入ddp

• 快速调整缩进

    >>  整行将向右缩进
    <<  整行向左回退
  

• 计数：动作前面输入数字可使其重复多次，可以与命令相结合使用

• 定位：按下Ctrl g键显示当前行信息

  跳转至文件最后一行：按下G键

  跳转至文件第一行：按下gg键

  跳转至文件某一行：输入行号 G键

  回到之前位置：输入Ctrl o，输入Ctrl I跳转到较新位置

• 查找

    /icmp	查找字符串icmp
    n	查找下一个icmp
    ？tcp	向上查找字符串tcp
    N	查找上一个出现的tcp
    *	寻找游标所在处的单词
    #	同上，但 * 是向前（上）找，#则是向后（下）找
    g*	同* ，但部分符合该单词即可
    g#	同# ，但部分符合该单词即可
    %	查找配对的括号
  

• 替换

    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
    ce	改变文本直至一个单词末尾，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
  

• 替换匹配串

  替换光标所在行的第一个匹配串：输入s/被替换字符串/替换为的字符串

  替换全行匹配串：输入s/被替换字符串/替换为的字符串/g

  替换两行之间所有匹配串：输入#,#s/被替换字符串/替换为的字符串/g（#位置为行号）

  替换文件中所有匹配串：输入%s/被替换字符串/替换为的字符串/g

  找到文件中所有匹配串，并提示是否替换：输入%s/被替换字符串/替换为的字符串/gc

• 执行外部命令

    :!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
  

• 将对文件的改动保存到文件中：输入v:w 文件名

• 向当前文件中插入另外文件的内容：输入:r 文件名

• 读取dir命令的输出并将其放置到当前文件的光标位置之后：输入:r !dir

• 在光标下面打开新一行并进入插入模式：按下o键

  在光标上面打开新一行并进入插入模式：按下O键

• 复制和粘贴

  普通模式中使用y复制

  p(小写)代表粘贴至光标后（下），P(大写)代表粘贴至光标前（上）

• 调整文本位置

    :ce(center)	命令使本行内容居中
    :ri(right)	命令使本行文本靠右
    :le(left)	命令使本行内容靠左
  

• 设置

  要永久保存配置需要修改vim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！

    :set或者:se	显示所有修改过的配置
    :set all 显示所有的设定值
    :set option? 显示option的设定值
    :set nooption 取消当期设定值
    :set nu 显示行号
    :set ai 自动缩行
    :set autowrite(aw) 设置自动存档，默认未打开
    :set ts=4 设置一个 TAB 键等于几个空格
    :set shiftwidth=10 设置缩进字符数为设置数值
    :set background=dark或light	设置背景风格
    :set backup(bk) 设置自动备份，默认未打开
    : set cindent(cin) 设置C语言风格缩进
  

• 可视模式

    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
  

• 视窗操作

    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
    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
  

• 文档加密：输入vim -x file1

• 查看帮助文档

    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
  

gcc编译器

• GNU CC（简称为gcc）是GNU项目中符合ANSI C标准的编译系统，能够编译用C、C++和Object C等语言编写的程序。

• 编译

    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
  

• 使用gcc编译一个c程序

  1、打开的gvim环境中输入i进入编辑模式，输入代码，保存为hello.c文件

  2、在XfceTerminal打开后的界面中输入：gcc hello.c -o hello，编译成功，将会在当前目录生成一个可执行文件 hello

  3、继续输入：./hello 就会运行该程序
  

gdb调试技术

• gdb主要调试的是C/C++的程序。要调试C/C++的程序，首先在编译时，必须要把调试信息加到可执行文件中。如：

    gcc -g hello.c -o hello
    g++ -g hello.cpp -o hello
  

• 使用GCC编译时要加“-g”参数，如果没有-g，将看不见程序的函数名和变量名，代替它们的全是运行时的内存地址。

• GDB最基本的命令：

    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
  

• GDB的n(next)命令让GDB执行下一行，然后暂停。 s(step)命令的作用与此类似，只是在函数调用时step命令会进入函数。

• 在 gdb 命令行界面可以执行外部的 Shell 命令：输入(gdb) !shell 命令

• list：显示源文件中的代码

    list 行号	显示某一行附近的代码
    list 文件名 : 行号	显示某一个文件某一行附近的代码
    list 函数名	显示某个函数附近的代码
  

• break：用来设置断点

    break 行号	断点设置在该行开始处，注意：该行代码未被执行
    break 文件名 : 行号	适用于有多个源文件的情况。
    break 函数名		断点设置在该函数的开始处，断点所在行未被执行
    break 文件名 : 函数名		适用于有多个源文件的情况
  

• 使用gdb调试c程序

  1、打开的gvim环境中输入i进入编辑模式，输入代码，保存为gdb.c文件

  2、在XfceTerminal打开后的界面中输入：gcc –g gdb.c -o testgdb，生成一个可执行文件testgdb

  3、输入gdb testgdb 启动gdb

  4、键入 l命令(gdb) l相当于list命令，从第一行开始列出源码

  5、设置断点：(gdb) break 16 ：设置断点，在源程序第16行处；(gdb) break func ：设置断点，在函数func()入口处。

  6、输入(gdb) info break 查看断点信息。

  7、输入(gdb) r 运行程序，run命令简写

  8、输入(gdb) n 单条语句执行，next命令简写。

  9、输入(gdb) c 继续运行程序，continue命令简写。

  10、输入(gdb) p i打印变量i的值，print命令简写。

  11、输入(gdb) bt查看函数堆栈。

  12、输入(gdb) finish退出函数。

  13、输入(gdb) q退出gdb
  

makefile

• Makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一但写好，只需要一个 make 命令，整个工程便可以完全编译，极大的提高了软件的开发效率。

• make工具最主要也是最基本的功能就是根据makefile文件中描述的源程序至今的相互关系来完成自动编译、维护多个源文件工程。而makefile文件需要按某种语法进行编写，文件中需要说明如何编译各个源文件并链接生成可执行文件，要求定义源文件之间的依赖关系。

• Makefile 基本规则

  1、打开的gvim环境中输入i进入编辑模式，输入代码，保存为prog.c、 code.c、 code.h文件

  2、输入vim Makefile，输入i进入编辑模式，输入代码并保存

  3、输入make，进行自动化编译

  4、执行./test查看结果
  

• Makefile还可以定义和使用宏(也称做变量)，从而使其更加自动化，更加灵活，在Makefile中定义宏的格式为：macroname = macrotext，使用宏的格式为：(macroname)

计算机系统

• 信息就是位+上下文，都是由一串位表示的，区分不同数据对象的唯一方法是我们读到这些数据对象时的上下文。ASCII字符构成的文件是文本文件，所有其他文件都是二进制文件。

• 文件是字节序列

• Hello程序的生命周期从高级C语言程序开始，每条C语句被转化为一系列“低级机器语言”指令，然后这些指令按照“可执行目标程序”的格式打包，并以二进制磁盘文件的形式存放起来，目标程序也称为“可执行目标文件”。

• 源文件到目标文件的转化由编译器驱动程序完成：gcc -o hello hello.c GCC编译器驱动程序读取源文件并把它翻译成一个可执行目标文件。翻译过程分为四个阶段：预处理、编译、汇编、链接，预处理器、编译器、汇编器、链接器一起构成编译系统。

• 计算机系统是由硬件和系统软件组成的，程序被其他程序翻译成不同的形式，开始时是ASCII文本，然后被编译器和链接器翻译成二进制可执行文件

• 系统的硬件组成：总线、I/O设备、内存、处理器

• 并发：一个同时具有多个活动的系统。

• 并行：用并发使一个系统运行地更快，并行可以在计算机系统多个抽象层次上运用。按照系统层次结构由高到低的顺序强调三个层次：线程级并发、指令级并行、单指令多数据并行

• 处理器读取并解释存放在主存里的二进制指令

• 操作系统内核是应用程序和硬件之间的媒介，提供三个基本的抽象：

    文件是对I/O设备的抽象
    虚拟存储器是对主存和磁盘的抽象
    进程是对处理器、主存和I/O设备的抽象
  

• 网络提供了计算机系统之间通信的手段

链接

• 静态链接器主要任务：符号解析、重定位

• 目标文件形式：可重定位目标文件、可执行目标文件、共享目标文件

• 每个可重定位目标模块m都有一个符号表，它包含m所定义和引用的符号的信息。有三种不同的符号：

    由m定义并能被其他模块引用的全局符号
    由其他模块定义并被模块m引用的全局符号
    只被模块m定义和引用的本地符号
  

课后作业中的问题和解决过程

• 问题1：点开《深入理解计算机系统V2》学习指导的链接后，打开的目录是《深入理解计算机系统V2》这本书的，但是内容却都是上学期使用的《Java学习笔记(第8版)》的……
  

• 问题2：练习vim的替换命令s/被替换字符串/替换为的字符串时不成功，输入之后没有任何反应。
  

• 问题3：点开GDB 简明教程的链接发现是会员课程，然而我不是会员，所以只能预览一部分课程。

• 问题4：在用gcc编译c程序时输入gcc hello_print.c hello_main.c -o hello后再查看主文件夹时发现没有多出来新的可执行文件hello，也没有报错。

  解决方法：后来发现是因为和前一个可执行文件重名了，改变命令为gcc hello_print.c hello_main.c -o hello_2后生成了一个可执行文件hello_2，运行正确。

• 问题5：用 “宏” 的方式，来改写 Makefile 例子时不成功，应该是我哪个步骤理解的不对，但是我不知道怎么改正。
  

本周代码托管截图

其他（感悟、思考等，可选）

本周主要是学习了vim的使用方法、gcc的使用方法、gdb的使用方法、makefile的基础、计算机系统和链接。其中，vim的使用方法重点在于练习，只有经过不断地练习才能熟练掌握并使用。gcc、gdb和makefile的使用方法有一定的命令格式和规则，只要遵循其规则格式就能够简单编译、运行、调试程序。计算机系统的相关知识重点在于记忆和理解，链接里面的用语有些生涩，一下子我并不能完全理解，还需要再仔细看看并理解。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第零周	0/0	1/1	15/15	虚拟机
第一周	0/0	1/2	25/40	Linux命令
第二周	62/62	1/3	25/65	vim、gcc、gdb、makefile

参考资料

• 《深入理解计算机系统V2》学习指导
• 《深入理解计算机系统》实验楼课程
• 《Vim编辑器》实验楼课程
• 《 Linux系统编程》实验楼课程
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