20145325张梓靖 《信息安全系统设计基础》课程总结

• 每周作业链接汇总
  • 第0周作业：为《信息安全系统设计基础》课程学习做好准备，了解本学期该课程的学习任务与方法
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  • 第1周作业：学习Linux各类命令，重点掌握其核心常用的命令（例，find/cheat/grep/man等），了解Linux操作系统，初步尝试Linux下的C语言的编码、编译、调试、运行
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  • 第2周作业：学习教程第一章、第七章；进一步学习Linux系统下的C语言的编码（vim）、编译(gcc)、调试(gdb/cgdb)、运行,掌握动态库、静态库的生成与使用，学习makefile编译的语法并理解其优越性
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  • 第3周作业：学习教程第二章；掌握各种基础的计算机信息表示知识，理解有符号整数与无符号整数的区别与转换，掌握浮点数的表示
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  • 第5周作业：学习教程第三章；掌握X86汇编基础（注意ATT与Intel汇编代码格式的不同），了解ISA，理解栈帧的使用与作用，学会用GDB进行栈帧的调试，观察栈帧的变化
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  • 第6周作业：学习教程第四章；掌握ISA，了解CPU硬件（ALU、寄存器、时钟信号）、逻辑门，理解处理一条指令的序列以及SEQ的时序，了解流水线的特性；学会使用Y86模拟器，在YIS环境下对汇编文件进行汇编
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  • 第7周作业：学习教程第六章；理解并掌握局部性原理，了解各类存储技术，理解高速缓存的运作；对git内容格式进行调整
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  • 期中总结：对上半学期学习内容的重点进行总结，并总结上半学期对该课程的学习收获与不足
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  • 第9周作业：学习教程第十章；使用man -k、grep -nr XXX /usr/include学习有关I/O的系统调用，掌握RIO、I/O重定向以及3种风格的错误处理
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  • 第10周作业：结合代码，深入学习系统级 I/O，重点掌握open close/read/write/seek/stat的使用方法与作用
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  • 第11周作业：学习教程第八章；理解进程与并发，了解异常处理与其类别，明白上下文切换、信号以及非本地跳转的概念；结合代码，深入学习进程创建和控制的系统调用及函数使用（fork/exec/wait/waitpid/exit/getpid/getppid/sleep/pause/setenv/unsetenv）
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  • 第12周作业：理解数组指针、指针数组、函数指针、指针函数的区别;结合代码，深入学习信号机制函数调用（kill/alarm/signal/sigaction),并掌握管道和I/O重定向函数（pipe/dup/dup2)
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  • 第13周作业：学习教程第十一章；了解网络编程的基础知识，掌握三种并发方式：基于进程的并发编程、基于I/O多路复用的并发编程、基于I/O多路复用的并发事件驱动服务器；理解线程的概念，学习相关的系统调用；理解信号量，并可以将其运作到线程中，实现同步互斥
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  • 第14周作业：学习教程第九章；理解虚拟存储器的概念与作用，清楚Linux缺页异常处理，了解存储器映射，掌握动态存储器分配的方法；结合代码，深入理解线程与进程的区别，以及线程相关的系统调用的使用
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• 实验报告链接汇总
  • 实验一 开发环境的熟悉：使用 Redhat Linux 9.0 操作系统环境,安装 ARM-Linux 的开发库及编译器。创建一个新目录，并在其中编写 hello.c 和 Makefile 文件。学习在 Linux 下的编程和编译过程，以及 ARM 开发板的使用和开发环境的设置。下载已经编译好的文件到目标开发板上
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  • 实验二 固件设计：了解多线程程序设计的基本原理。学习 pthread 库函数的使用
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  • 实验三 实时系统的移植：使用ADS、GIVEIO驱动、JTAG驱动进行实时系统的移植
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  • 实验四 外设驱动程序设计：学习在 LINUX 下进行驱动设计的原理。掌握使用模块方式进行驱动开发调试的过程
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  • 实验五 简单嵌入式WEB服务器实验：掌握在 ARM 开发板实现一个简单 WEB 服务器的过程。学习在 ARM 开发板上的 SOCKET 网络编程。学习 Linux 下的 signal()函数的使用
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• 代码托管链接和二维码
  • 代码托管

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  • 截图 git log --pretty=format:"%h - %an, %ar : %s" 的结果:
    

  • 代码量汇总:
    

  • 代码驱动的学习做到没有？:基本上做到了
  • 加点代码，改点代码是理解的最好方式，谈谈你的心得:
    • 要能够更好的理解各种系统调用以及函数的作用与区别，最好的方法就是先对其进行理论上、含义上的理解，然后再通过代码进一步实践判断之前自己对其的理解是否正确，如果要检验是否自己已经真正的理解且能灵活运用的话，就需要自己加点代码，看最后实践出来的效果是不是同之前自己加代码时预料的结果一样，如果一样，那么才能说明自己对其确实是已经基本上算是掌握了。加点代码，这确实很好的检验是否理解的方式
  • 实践上有什么经验教训:
    • 在实验之前，一定要将与实验相关的函数等等提前学习且认真思考后再进行实验，只有当带着自己的理解进行实践时，才可以快速的领悟。当然，最好是先自己将代码看一遍，自己先理解代码的意思与用途，然后估摸一下实践的结果，这样，在完成实践后，能够明显判断知道自己理解的对错，以及当猜测的与结果不一致时，可快速知晓自己理解的偏差在哪儿
• 第0周作业中提出的问题
  • 第一章 并发与并行的区别：并发，多个进程看起来是同时发生的（对于一个CPU），实际上是有先后顺序调度的，只是调度的频繁，宏观上给人的感觉是同时进行；并行，确实是不同的进程同时被执行（多个CPOU同时作用不同的进程）
  • 第二章 B2Uw与B2Tw表示什么：B2Uw，w位2进制转换为无符号数；B2Tw，w位2进制转换为有符号数
  • 第三章 如何访问条件码：条件码通常不会直接读取，常用使用方法有三：
    • 可根据条件码的某个组合，将一个字节设置为0或1
    • 可条件跳转到程序的某个其他部分
    • 可有条件地传送数据
  • 第四章 YIS与Y86的关系是什么：YIS的目的是模拟Y86机器代码程序的执行，而不去试图模拟任何具体处理器实现的行为
  • 第五章 延迟界限有什么含义:当一系列操作必须按照严格顺序执行时，因为在下一条指令开始之前，这条指令必须结束，这就是所说的延迟界限
  • 第六章 DRAM与SRAM存储器的特性有什么区别：DRAM，非持续的，敏感的，应用于主存和帧缓冲区；SRAM，持续的，非敏感的，应用于高速缓存存储器
  • 第七章 连接器如何处理多重定义的符号：
    • 规则1：不允许有多个强符号
    • 规则2：如果有一个强符号和多个弱符号，那么选择强符号
    • 规则3：如果有多个弱符号，那么从这些弱符号中任意选择一个
  • 第八章 故障时如何处理的：
    • 当前指令导致一个故障
    • 控制传递给处理程序
    • 故障处理程序运行
    • 处理程序要么重新执行指令，要么终止
  • 第九章 虚拟页面的集合：1）未分配的 2）缓存的 3）为缓存的
  • 第十章 标准I/O库提供什么：提供fopen、 fclose、 fread、 fwrite、 fgets、 fputs、 scanf、 printf
  • 第十一章 协议软件需要的基本能力：1）命名机制 2）传送机制
  • 第十二章 Posix线程是什么：是在C程序中处理线程的一个标准接口
• 评价第0周作业中提出的问题
  • 大部分还是抓住了每章学习的重点，但都是一些浅显的问题，这也与还没有开始真正的学习每一部分的知识有关，所以对于某些细节过程没有经过思考，所提出的问题也就先得浅显及没有不要。但不管怎么说，提出疑问总是会激起解决问题的欲望的
• 项目加分项
  • 优秀作业

    • 第2周作业：学习教程第一章、第七章；进一步学习Linux系统下的C语言的编码（vim）、编译(gcc)、调试(gdb/cgdb)、运行,掌握动态库、静态库的生成与使用，学习makefile编译的语法并理解其优越性
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      • 第3周作业：学习教程第二章；掌握各种基础的计算机信息表示知识，理解有符号整数与无符号整数的区别与转换，掌握浮点数的表示
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    • 第6周作业：学习教程第四章；掌握ISA，了解CPU硬件（ALU、寄存器、时钟信号）、逻辑门，理解处理一条指令的序列以及SEQ的时序，了解流水线的特性；学会使用Y86模拟器，在YIS环境下对汇编文件进行汇编
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    • 期中总结：对上半学期学习内容的重点进行总结，并总结上半学期对该课程的学习收获与不足
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      • 第10周作业：结合代码，深入学习系统级 I/O，重点掌握open close/read/write/seek/stat的使用方法与作用
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      • 第11周作业：学习教程第八章；理解进程与并发，了解异常处理与其类别，明白上下文切换、信号以及非本地跳转的概念；结合代码，深入学习进程创建和控制的系统调用及函数使用（fork/exec/wait/waitpid/exit/getpid/getppid/sleep/pause/setenv/unsetenv）
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  • 教程
    • 家庭作业
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    • GDB堆栈跟踪与汇编调试
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• 没有项目被扣分

• 课程收获与不足
  • 自己的收获
    • 经过这门课程的学习，使我基本明白计算机的内部原理，不管是CPU、存储器、虚拟内存、I/O设备，还是各类的系统调用，组成了我对于计算机的基本认识：知道了在计算机中是如何存储大量数据的，是如何协调各部分的运行效率以达尽可能的高效处理的，CPU是如何一步一步执行命令的。每周投入到该课程的时间是不定的，但学习的量是一定得保证的，我不能说自己学习的效率很高，但我能肯定的说，只要是当周学习的，都是我明白且理解的，至于运用上，不能说每周都有所实践，但如若是遇上无法理解的地方，那么实践是必须的。真心希望自己能做到学一门精一门，但在精之前，还是得先保证自己学一门知一门
  • 自己需要改进的地方
    • 学一门知一门，是基础。怎么才能做到完全的知也是需要花大工夫的，需要更多的投入精力、更多的坚持、更多的学习。在这方面，我不得不承认自己目前缺少持续的行动。尽管自己知道只有坚持才能得到更大的收获，就像所说的日久见人心，不久，怎么能把知识看透、学透，怎么可能做到全知，怎么有肯能达到精。所以，坚持吧，试着坚持做一事，试着去耐心等待，试着等待到体会成就的一天，那时候，坚持也就是一种习惯成自然的事了吧。
• 给开学初的你和学弟学妹们的学习建议
  • 如果重新学习这门课，怎么做才可以学的更好
    • 深入理解计算系统，里面有很多其他学科的知识，比如有汇编的内容，有Java Web的知识。所以说，知识是融会贯通的，想要更好的、轻松的学习这门课，就得对任何课都认真学习。当然，如果说肯提前下功夫，提前学习的话，那么就会越学越轻松，越学越有意思。最重要的是，一定要学一点知识就理解一点，不要略过，因为前面的知识是后面学习的铺垫，略过的话，只会让学习起来越发困难与厌倦
• 问卷调查
  • 你平均每周投入到本课程多长时间？
    • 20个小时左右
  • 每周的学习效率有提高吗？
    • 有，前期大量时间都花费在教材的阅读上面，后来则是先在网上学习本周相关内容的知识点，然后再结合老师给的代码进行更深入的理解，最后再翻阅教材，对细节进行查看与学习
  • 学习效果自己满意吗？
    • 对于学习的效果比较满意，虽然总是会对学过的内容有所遗忘，但是毕竟当时学得很辛苦，很深刻，所以只要稍稍的翻阅查看一下，就会又回忆起该学习内容的重点
  • 课程结束后会继续一周至少一篇博客吗？
    • 当然，我会继续坚持。将自己的想法写下来是很有趣的自我对话，也是未来的自己回忆以前的自己的一种途径。多写写总是好的
  • 你觉得这门课老师应该继续做哪一件事情？
    • 继续坚持锻炼学生的自主学习能力，学会看书，书上看不懂就上网查，网上查不到就问同学，同学也解决不了的就问老师，总是有办法的（图书馆查阅也是好的，但我觉得，如果仅仅只为解决一个疑问，而不是学习一门新的技能，那图书馆查阅还是很低效率的）
  • 你觉得这门课老师应该停止做哪一件事情？
    • 暂时没有想到需要停止做的事
  • 你觉得这门课老师应该开始做什么新的事情？
    • 暂时没有想到还需要做的，我觉得现在挺好的
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