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