Linux程序设计实验报告.docx

Linux程序设计实验指导书实验类别课内实验 实验课程名称Linux程序设计实验室名称软件工程专业实验室 实验课程编号 000 总 学 时32 学 分 2 适用专业软件工程 先修课程Linux操作系统、C程序设计实验在教学培养计划中地位、作用通过讲授Linux的操作使用、系统结构和Linux环境下的程序设计，使学生对Linux操作系统获得一个全面的认识和掌握。一方面，学生通过学习系统程序设计，能够复习操作系统中的基本概念，对文件管理、进程控制有更深入的理解；另一方面，学生学会在Linux环境下工作，进一步熟悉C语言程序设计和数据结构的知识，编写进行系统维护的脚本文件和实用化的大型应用程序，如网络应用程序。同时，本课程为学生进一步学习其它后续课程(如高级操作系统、Linux内核源代码分析、嵌入式系统等)打下基础。Linux程序设计实验大纲Linux Program Design课程类别学科专业教育课程 课程名称Linux程序设计开课单位软件学院 课程编号N03140112总 学 时32 学 分2适用专业软件工程先修课程程序设计基础一、实验教学目标熟练掌握shell编程、熟练使用linux系统、掌握进程控制和进程间通信，学会编写网络程序，学会在linux环境中编写web程序。养成一种良好的程序设计风格。二、实验环境Linux三、实验教材及参考书1 实验指导书(自编讲义)2Linux环境C程序设计 徐诚 高莹婷等 清华大学出版社2010.13linux入门到精通刘忆智 清华大学出版社2010.1四、实验成绩评定方式根据学生在实验过程中的认真程度、上机结果验收情况以及实验报告撰写质量，进行综合评定。五、实验项目及学时分配序号实验名称实验类别学时数备注1Linux基本命令的使用验证型22Shell程序设计设计型23文件操作与文件管理验证型24Linux下简单C程序设计验证型25进程控制和进程间通信设计型26网络程序设计验证型2六、实验内容及要求实验一 Linux基本命令的使用1、实验目的(1)学习和掌握Linux的基本命令(2)增强学生对Linux的学习兴趣2、实验内容(1)linux的登录操作(2)常用基本命令的使用实验二 Shell程序设计1、实验目的(1)Shell程序设计中变量的使用；(2)理解通道的概念并初步掌握它的使用方法；(3)掌握算术操作、字符串操作、逻辑操作、文件操作；(4)掌握ifthenfi、iftheneliffi、case、while、for等控制语句；(5)在shell脚本中使用函数；2、实验内容(1)通过对shell程序的调试，理解变量,0,1,2,3,的含义；(2)Shell顺序程序设计；(3)Shell分支程序与多分支程序设计；(4)Shell循环程序设计。实验三 文件操作与文件管理1、实验目的(1)熟悉Linux下常用的操作指令。(2)加深对文件，目录，文件系统等概念的理解。(3)掌握Linux文件系统的目录结构。 (4)掌握有关Linux文件系统操作的常用命令。 (5)了解有关文件安全方面的知识。2、实验内容Linux文件系统操作的常用命令。实验四 Linux下简单C程序设计1、实验目的(1)学习和掌握gcc等Linux的开发调试环境。(2)学会在Linux下编写C程序。2、实验内容(1)学习GCC编译程序(2)学习并分别使用标准C的文件操作函数和Linux的系统调用创建一个对学生基本信息进行操作(插入、修改和删除)的C程序。实验五 进程控制和进程间通信1、实验目的为了理解和掌握UNIX和Linux进程通信系统调用的功能，这里给出了进程通信实现机制中使用的系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行进程通信编程，以便通过学习，提高学生对进程通信系统调用的编程能力。2、实验内容编写一个有名管道程序。一个(客户)进程从键盘循环读一系列字符，将这些字符和发送者的pid发给服务器进程，让其统计输入的是字符还是数字，分别为多少个，完成后再向客户进程发回服务的结果，由客户进程输出。实验六 网络程序设计1、实验目的(1)理解Socket概念；(2)理解并掌握Socket模型下获得本机IP信息的方法；(3)理解并发服务器模型，掌握通用套接字开发技术；(4)掌握Linux平台数据结构的传送方法。2、实验内容(1)编写获得本机IP信息的程序； (2)编写基于并发服务器模式的网络通信原型系统； (3)要求至少综合使用到实验目的中提到的三条或三条以上内容。Linux程序设计实验指导书实验类别课内实验 实验课程名称Linux程序设计实验室名称软件工程专业实验室 实验课程编号 N03140112 总 学 时32 学 分 2 适用专业软件工程 先修课程操作系统、C程序设计实验在教学培养计划中地位、作用通过讲授Linux的操作使用、系统结构和Linux环境下的程序设计，使学生对Linux操作系统获得一个全面的认识和掌握。一方面，学生通过学习系统程序设计，能够复习操作系统中的基本概念，对文件管理、进程控制有更深入的理解；另一方面，学生学会在Linux环境下工作，进一步熟悉C语言程序设计和数据结构的知识，编写进行系统维护的脚本文件和实用化的大型应用程序，如网络应用程序。同时，本课程为学生进一步学习其它后续课程(如高级操作系统、Linux内核源代码分析、嵌入式系统等)打下基础。实验一 Linux基本命令的使用1、实验目的(1)学习和掌握Linux的基本命令(2)增强学生对Linux的学习兴趣2、实验内容(1)linux的登录操作(2)常用基本命令的使用3、实验要求(1)实验前认真预习实验内容，详细了解本实验所涉及到的相关理论知识。(2)填写完整的实验报告。4、实验步骤步骤1以user_login用户身份并使用telnet登录Linux服务器，按照提示创建自己的账户和口令。 步骤2使用新创建的用户账户和口令登录Linux系统，察看登录后的界面。 步骤3使用pwd命令察看当前的工作目录，然后用ls命令查看当前目录下的内容，尝试使用-a,-l,-F,-A,-lF等不同选项并比较不同之处。 步骤4在当前目录下建立一个名为test的新目录，然后将工作目录切换到test下，尝试将/etc目录下的文件passwd拷贝到该目录下(cp 源文件 目的目录)。察看当前目录下的passwd文件的属主和文件权限。步骤5尝试向当前目录下的passwd文件和/etc/passwd文件分别写入一些新内容(可使用echo “字符串” 文件的命令)，看看操作能否成功，如果不能成功，请说明原因。用cat命令浏览文件password的内容，用more命令进行浏览翻页操作,再用less命令浏览文件的内容。比较这几个命令的不同之处。步骤6用ls命令查看test下文件的权限，用mv命令更改文件password的文件名为test.txt,尝试用chown和chgrp更改文件的属主为root、组为root，看看能否成功，不成功，请说明原因。尝试用chomd将文件权限为“-rw-------”。看看能否成功，不成功，请说明原因。 步骤7用rm命令删除test目录下的所有文件，再用rmdir命令删除test目录。 (想一想有没有一条命令将目录及目录下的所有文件删除，写出这条命令) 步骤8使用ps命令查看当前系统内的进程，并利用man命令获取ps命令的参数，写出获取当前终端进程执行情况的ps命令。步骤9使用df命令查看当前系统已安装的文件系统的空间使用情况，记录结果。步骤10使用du命令查看用户的工作目录占用了多少空间，记录结果。 步骤11使用free命令查看内存资源的使用情况，记录结果。实验二 Shell程序设计1、实验目的(1)Shell程序设计中变量的使用； (2)理解通道的概念并初步掌握它的使用方法； (3)掌握算术操作、字符串操作、逻辑操作、文件操作； (4)掌握if then fi、if then elif fi、case、while、for等控制语句；(5)在shell脚本中使用函数；2、实验内容(1)通过对shell程序的调试，理解变量,0,1,2,3,的含义； (2)Shell顺序程序设计； (3)Shell分支程序与多分支程序设计； (4)Shell循环程序设计。3、实验要求(1)实验前认真预习实验内容，详细了解本实验所涉及到的相关理论知识。(2)填写完整的实验报告。4、 实验步骤1 vi的使用步骤1以root用户身份登录进入Linux系统。步骤 2启动Vi，切换到输入模式，输入一段英文ThisiaanrciseWeuseVitoeditit.Left,down,up,right步骤3尝试匹配其中的一串字符，写出这命令及执行结果。匹配格式/正则表达式元字符说明.匹配任意一个字符abc匹配方括号中的任意一个字符。可以使用-表示字符范围，如a-z0-9匹 配小写字母和阿拉伯数字。abc在方括号内开头使用符号，表示匹配除方括号中字符之外的任意字符。d匹配阿拉伯数字，等同于0-9。D匹配阿拉伯数字之外的任意字符，等同于0-9。x匹配十六进制数字，等同于0-9A-Fa-f。X匹配十六进制数字之外的任意字符，等同于0-9A-Fa-f。w匹配单词字母，等同于0-9A-Za-z_。W匹配单词字母之外的任意字符，等同于0-9A-Za-z_。t匹配TAB字符。s匹配空白字符，等同于 t。S匹配非空白字符，等同于 t。*匹配 * 字符。.匹配 . 字符。/匹配 / 字符。匹配 字符。匹配 字符。*匹配0-任意个匹配1-任意个匹配0-1个n,m匹配n-m个n匹配n个n,匹配n-任意个,m匹配0-m个匹配行尾匹配行首匹配单词词首匹配单词词尾代码/wsw/wsw/ias步骤4尝试替换其中的一串字符，写出这命令及执行结果。替换命令 s/正则表达式/替换字符串/选项代码s/ia/is 全局替换，表示全局1,4s/ia/is 只替换1-4行s/ia/is 注意当前行的问题，如果在当前行进行替换会出现找不到模式的情况步骤5尝试复制/删除其中的一行或几行文本，写出命令及执行结果。按【Esc】然后输入dd【连续两次】删除一行文本步骤6尝试复制/删除其中的一个单词或几个字符，写出命令及执行结果。按【Esc】将光标移动到要替换的位置然后输入r再输入替换字符将第四行第一个字母1替换为d步骤7尝试使用鼠标复制文本，写出命令及执行结果。1. 选定文本块。使用v进入可视模式，移动光标键选定内容。 2.复制的命令是y，即yank(提起) ，常用的命令如下 y 在使用v模式选定了某一块的时候，复制选定块到缓冲区用； yy 复制整行(nyy或者yny ，复制n行，n为数字)； y 复制当前到行头的内容； y 复制当前到行尾的内容； yw 复制一个word (nyw或者ynw，复制n个word，n为数字)； yG 复制至档尾(nyG或者ynG，复制到第n行，例如1yG或者y1G，复制到档尾) 3. 剪切的命令是d，即delete，d与y命令基本类似，所以两个命令用法一样，包括含有数字的用法. d 剪切选定块到缓冲区； dd 剪切整行 d 剪切至行首 d 剪切至行尾 dw 剪切一个word dG 剪切至档尾 4. 粘贴的命令式p，即put(放下) p 小写p代表贴至游标后(下)，因为游标是在具体字符的位置上，所以实际是在该字符的后面 P 大写P代表贴至游标前(上) 整行的复制粘贴在游标的上(下)一行，非整行的复制则是粘贴在游标的前(后)注 在正则表达式中，表示匹配字符串的开始位置，表示匹配字符串的结束位置。 命令前面加数字表示重复的次数，加字母表示使用的缓冲区名称。使用英文句号.可以重复上一个命令。 在复制粘贴时，另一组常用的命令是u(撤销操作)，U(撤销某一行最近所有修改)，CtrlR(重做)，这些功能主要是vim中的，vi中略有差别代码现在尝试将1-3行进行复制1.按【Esc】键后按【v】进入可视模式，使用HJKL(左上下右)四个键选定1-3行2.按【y】复制选定的内容步骤8尝试存盘退出操作，写出命令。wq2.2 简单的shell程序步骤1使用Vi将程序清单2-1的程序输入。程序清单 清单2-1 menuMYDATEdate d/m/yTHIS_HOSThostname -sUSERwhoamifile_runecho you must complete ituersecho there are who|wc -l users onlineecho -e who arenwho|awk print 1 while dotput clearcat aaa---------------------------------------------------------------------UserUSERHostTHIS_HOSTDateMYDATE---------------------------------------------------------------------1 List subdirectory in current directory 2 List files in current directory which can run3 See who is on the systemH Help screenQ Exit Menu--------------------------------------------------------------------aaaecho -e -n tYour Choice 1,2,3,H,Q read CHOICEcase CHOICE in1 ls -l|awk /d/ print 8 ;;2 file_run ;;3 uers;;H|hcat aaaThis is the help screen,nothing here yet to help youaaa;;Q|q exit 0;;* echo -e t007 unkown user response;;esacecho -e -n nntHit the return key to continueread DUMMYdone步骤 2尝试运行该程序，如果不能运行，原因是什么，怎样修改。./prog.sh无法执行的原因是因为权限不够，要修改权限，使之可执行chmod 755 prog.sh./prog.sh步骤3执行程序，写出程序的执行结果。步骤4阅读程序，掌握shell函数的编写方法，补全函数file_run。for i in ls do if test -x i;then echo i fidone步骤5修改程序中的函数uers，使得显示在线用户时不分行。(提示可以使用循环，对每个在线用户分别处理。echo there are who|wc -l users onlinefor i in who arenwho|awk print 1do echo -n i echo -n done实验三 文件操作与文件管理1、实验目的(1)熟悉Linux下常用的操作指令。(2)加深对文件，目录，文件系统等概念的理解。(3)掌握Linux文件系统的目录结构。 (4)掌握有关Linux文件系统操作的常用命令。 (5)了解有关文件安全方面的知识。2、实验内容Linux文件系统操作的常用命令。3、实验要求(1)实验前认真预习实验内容，详细了解本实验所涉及到的相关理论知识。(2)填写完整的实验报告。4、实验步骤1.浏览文件系统 1运行pwd命令，确定你当前的工作目录。 2利用以下命令显示当前工作目录的内容理解各字段彻底意义。 3运行以下命令(反馈信息中.代表本身目录，..代表其父目录；选项a可以显示隐藏文件；选项i可以显示文件的I节点号) ls -ai4使用mkdir命令建立一个子目录subdir，并用ls查看当前目录。 5使用带-d选项的ls命令，你只能看到有关子目录的信息.表示本身目录。 6使用cd命令，将工作目录改到根目录(/)上。 用相对路径将工作目录改到根目录。 用绝对路径将工作目录改到根目录。 7使用ls命令列出根目录的内容，再分别列出各子目录的内容,体会各目录作用及访问权限。8使用ls-l命令列出/dev的内容。 Ls l /dev 列出/dev目录的内容，文件太多显示多屏，各行第一个字符为b的表示块特别文件；各行第一个字符为c的表示字符特别文件。 9使用不带参数的命令cd，然后用pwd命令确定你当前的工作目录是什麽。 10使用命令cd ../..，你将工作目录移到什麽地方 【根目录】2.查看你的文件 1 利用cd命令，将工作目录改到你的主目录上。2 将工作目录改到你的子目录subdir，然后运行命令 date file1 将当前日期和时间存放到新建文件file1中。 Ls l 反馈信息中有新文件 file1。请注意并记下文件长度为3 使用cat命令查看file1文件的内容。 4利用man命令显示date命令的用法(说明文件)5将date命令的用法(说明文件内容)附加到文件file1的后面 注意file1文件长度为 ，较前变长。 6利用ls -l file1命令列出文件file1的较详细的信息。 ls -l file1 注意第二字段(链接记数)的值为“1”。7利用ln file1 ../fa命令进行文件链接。然后运行ls -l file1，查看显示的第二段的值发生了什麽变化。 8现在想利用cat fa命令显示文件fa的内容，应该如何改动工作目录 9利用cp file1 fa命令生成文件file1的副本。然后利用ls -l命令查看工作目录的内容。10将文件fa删除。再利用ls -l命令查看工作目录内容。 11运行mv file1 file_a命令，然后用ls命令查看这两个文件是否都还在工作目录中3.文件存取权限 1存取权限 LINUX系统对所有文件设置了存取权限。存取权限让你确定谁可以对你的个人文件和目录行访问，以及可以进行什麽操作。 把所有用户分为三类 文件主(user)，即文件的属主。 组用户(group)，即文件组的成员。 其他用户(other)，即能对系统进行访问的所有其他用户。 对一个文件的存取权限分为三种 读(r) 写(w) 执行(x) 一组存取权限以及相应的文件类型统称为文件模式。如rw-r--r--表示文件主有读和写的权限，组用户和其他用户只有读权限。 2文件存取权限 读权限(r)允许指定的用户可以打开文件并阅读其内容。如cat，more，file和cp命令等。 写权限(w)允许指定的用户可以打开文件并修改其内容。如vi，mail，cp等。 执行权限(x)允许指定的用户运行(即执行)一个二进制文件文件或者把一个shell脚文件当做命令来运行。当你通过输入命令名来调用命令时，你必须具有该命令文件的执行限。 3目录存取权限 读权限(r)允许你列出相应目录中所存放的文件的名字(即目录的内容表)。 写权限(w)允许你从目录中删除已有文件或者把新文件添加到目录中。 查询权限(x)允许你在目录中进行查找和使用cd命令把工作目录放到它这里。 4修改文件权限 文件主或root用户可以使用chmod命令来修改文件或目录的权限。修改文件权限的方式有两种符号模式和绝对模式。这里主要介绍符号模式。使用chmod命令修改当前权限设置的一般形式是chmod key file file... 其中，key由以下成分组成who |-| mode who这一部分可以由下面的一个和多个字符组成u，g，o或a，它们分别表示文件主，组用户，其他用户或所有三种用户。默认值是a。 第二部分必须是以下三个字符中的一个，-，或者，分别表示增加，删除或者设定。 mode成分可以由以下字符任意组合r，w或x，分别表示读，写或者执行/查询的权限。 以上三个部分必须依次输入，而且它们之间没有空格。在一个命令行中可以指定多个key，彼此间用逗号隔开，中间没有空格。 如设文件f原来的权限是rw-rw-r--，现在想让所有用户都具有执行权限，则可使用以下命令chmod ax f ，该命令执行后，文件f的权限变成rwxrwxr-x。练习mv file_a file1 恢复文件file1； ls l 显示文件file1的权限为 rw-rw-r； 1)取消同组用户g和其他用户o 对文件可读的权利； 2)显示文件file1的权限。 3)恢复同组用户g和其他用户o 对文件可读的权利； 4 配额管理1利用fdisk创建一个分区运行以下命令sudo fdisk /dev/sda首先查看一下分区表的情况再输入m查看帮助，了解各个选项的作用输入n创建新分区，全部采用默认值创建完成后输入w保存分区表此时应当重新启动来加载新分区，或者执行以下命令partprobe看到新创建的分区及其所对应的设备名称接下来使用相同的方法在扩展分区中分出一个逻辑分区查看逻辑分区输入w保存分区表并退出，然后执行以下命令partprobe2格式化为ext 3文件系统查看命令的格式将刚创建的逻辑分区格式化为ext3文件系统，命令如下mkfs -t ext3 -c /dev/sda53将该分区设置为自动挂载为/home将sda3挂载到/home的命令如下mount /dev/sda5 /home使用以下命令查看挂载情况df -h如果想要实现开机自动挂载，需要添加一行到/etc/fstab中开机自动挂载，执行以下命令vim /etc/fstab插入一行/dev/sda5 /home ext3 defaults 0 1保存退出即可。4创建两个用户hellen和jerry，组群为student然后创建Student组群groupadd Student首先创建两个用户useradd hallen -g Student -museradd jerry -g Student -m检查创建结果,使用id命令查看用户所在的组id hallenid jerry4对/home文件系统实施用户级和组群级的配额管理，普通用户helen和jerry的软配额为150MB，硬配额为200MB，student组群的软配额为800MB，硬配额为900MB0软配额宽限时间(grace time)，可以在一定时间内超出磁盘配额的限制 硬配额用户不能超出磁盘配额的限制实现磁盘配额限制步骤 1. 内核里面打开了配额的支持，绝大部分发行版都打开的 2. 以配额方式加载文件系统 3.安装配额软件 4.配置配额想要管理硬盘配额，需要安装quota和quotatool软件包。Ubuntu系统中的硬盘配额管理是默认禁用的，可以被系统管理员启用和配置。使用以下命令可以安装quotaapt-get install quota同理，使用如下方法设置quotatoolapt-get install quotatool原/etc/fstab的一项 /dev/sda5 /home ext3 defaults 0 1做如下修改对用户限制是usrquota，对组限制是grpquota/dev/sda5 /home ext3 defaults,usrquota,grpquota 1 1对组限制就将usrquota改为grpquota重新加载文件系统 mount -o remount,usrquota,grpquota /home加载内核模块，并让其开机的时候也会自动加载 modprobe quota_v2 echo quota_v2 /etc/modules使用df -h命令查看/home是否已经被挂载(不出意外此时已被挂载)，如果被挂载需要先将其解除挂载，命令如下umount /home在启用配额的分区创建文件并且限制root才能读写，执行这一步操作时，/home不能被挂载，否则操作无法成功touch /home/aquota.user touch /home/aquota.group chmod 600 /home/aquota.user /home/aquota.group重新启动就可以打开磁盘配额，运行以下命令检查配额是否启动quotacheck -vagum现在到最后一步了，假设我们要对系统里的hallen用户和jerry用户进行限制配额，软配额为150MB，硬配额为200MB，student组群的软配额为800MB，硬配额为900MB0 quotatool -u hallen -bq 150M -l 200M /home 软限制150M 硬限制为200Mbquotatool -u jerry -bq 150M -l 200M /home 软限制150M 硬限制为200Mbquotatool -g Student -bq 800M -l 900M /home 软限制800M 硬限制为900Mb系统管理员可以用如下命令看到 磁盘配额 repquota -u -g /home实验四 Linux下简单C程序设计1、实验目的(1)学习和掌握gcc等Linux的开发调试环境。(2)学会在Linux下编写C程序。2、实验内容(1)学习GCC编译程序(2)学习并分别使用标准C的文件操作函数和Linux的系统调用创建一个对学生基本信息进行操作(插入、修改和删除)的C程序。3、实验要求(1)实验前认真预习实验内容，详细了解本实验所涉及到的相关理论知识。(2)填写完整的实验报告。4、实验步骤步骤1使用Vi将程序清单3-1和3-2的程序输入，并在当前目录下创建文件“file.in”和文件“file.out”，尽可能的使文件“file.in”大一些。1.根据程序清单 3-1创建对应源文件list3_1.cinclude stdio.hinclude stdlib.hint mainvoidchar c;FILE *in,*out;ifin file.in, r NULLperrorfile open error;exit0;out file.out, w;whilec fgetcin EOFfputcc, out;编辑命令vim list3_1.c按【i】进入插入模式，然后使用【ctrl shift v】组合键粘贴复制的代码，最后按【Esc】然后输入【wq】回车保存。2.根据程序清单 3-2创建对应源文件list3_2.c//原始程序清单3-2include unistd.hinclude sys/stat.hinclude fcntl.hint main// char block1024; char c; int in, out; int nread;in openfile.in, O_RDONLY; out openfile.out, O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR;//将注释打开，并将两条语句的后一句注释掉，重新编译执行。//whilenread readin,block,sizeofblock 0whilenread readin,writeout,//修改版本1include unistd.hinclude sys/stat.hinclude fcntl.hint mainchar c; int in, out; int nread;in openfile.in, O_RDONLY; out openfile.out, O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR;whilenread readin, //修改版本2include unistd.hinclude sys/stat.hinclude fcntl.hint main char block1024; int in, out; int nread;in openfile.in, O_RDONLY; out openfile.out, O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR;whilenread readin, block, sizeofblock 0writeout,block,nread;编辑命令(编辑修改版本1)vim list3_2_1.c按【i】进入插入模式，然后使用【ctrl shift v】组合键粘贴复制的代码，最后按【Esc】然后输入【wq】回车保存。编辑命令(编辑修改版本2)vim list3_2_2.c按【i】进入插入模式，然后使用【ctrl shift v】组合键粘贴复制的代码，最后按【Esc】然后输入【wq】回车保存。3.创建file.in和file.out这两个文件vim file.invim file.out file.out是空文件file.in文件中写入4000行字母A-Z的数据，保存退出步骤 2利用gcc分别编译这两个程序，写出编译命令和执行结果，如果不成功，尝试利用gdb调试。1.分别编译3个源文件gcc -o list3_1 list3_1.c 将list3_1.c进行编译，直接得到可执行文件ls 查看编译是否生成可执行文件list3_1gcc -o list3_2_1