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Linux程序设计实验指导书目录实验一：linux安装3实验二：常用命令的使用10试验三 vi编辑器11实验四 shell编程11实验五 常用开发工具12实验六 makefile的编写与使用14实验七 Linux环境编程14实验八15实验一：linux安装一、 实验目的1. 学会在操作系统安装之前，根据硬件配置情况，指定安装计划2. 掌握多操作系统安装前，利用硬盘分区工具（如PQMagic）为Linux准备分区3. 掌握Linux操作系统的安装步骤4. 掌握Linux系统的简单配置方法5. 掌握Linux系统的启动、关闭步骤6. 掌握在虚拟机上的Linux安装步骤和使用方法二、 实验内容1. 安装并使用硬盘分区工具，为Linux准备好分区2. 安装Linux系统（如红旗Linux桌面版）3. 配置Linux系统运行环境4. 正确的启动、关闭系统注意：为了避免新手在第一次安装Linux时，破坏掉磁盘上的有用数据，推荐第一次在winxp系统上的虚拟机上安装linux。因此需要一下步骤：1 安装winxp下的虚拟机软件vmware，并创建一个虚拟机。2 在虚拟机环境中安装linux系统。3 配置Linux系统运行环境4 正确启动、关闭系统。三、 背景知识Linux安装有三种方式，分别是：通过光盘安装、硬盘安装和网络安装。另外有三种形式，分别是：Linux独立操作系统、Linux与windows共存的双（多）操作系统、Windows下虚拟机安装Linux的双（多）操作系统。在三种安装方式中，通过光盘安装最为简单，但是需要事先从网络上下载安装镜像文件，并将其刻录到光盘上；或者直接从外面买别人刻好的安装光盘。由于Linux是开源的操作系统，因此不存在“盗版”的说法。另一种是通过硬盘安装，需要事先将安装镜像文件下载到本地fat32格式的磁盘分区上，然后重新启动进入纯dos下，进行一些必要的设置就可以从硬盘自动安装了，其后的安装步骤跟光盘安装一样。网络安装需要事先下载一些必要的文件，经过设置后重新启动，对硬盘做分区并安装最小的系统，然后通过网络下载其他必须的文件组件。在进行网络安装时，需要确定网络正常可用，ftp或者http网站地址正确。在三种安装形式中，安装Linux独立操作系统是最简单的一种形式，这种形式需要光盘安装，安装完毕后，计算机系统中只有Linux操作系统。因为属于单操作系统，因此不用担心会破坏其他的数据信息，也不用考虑其他分区的情况。当然，安装完毕后，如果需要的话，还可以安装其他的操作系统，形成双（多）操作系统。一般来说，如果要安装双（多）操作系统时，应该先安装windows操作系统，并为linux操作系统保留必要的分区，然后再安装linux操作系统。此时linux操作系统可以使用上述的三种安装方法的任意一种。Linux操作系统在安装过程中，会自动寻找其他操作系统，并通过grub对所有的操作系统进行管理。目前一种新的为大家所喜爱的安装方式为虚拟机安装。这种安装方式是基于windows之上的，现在windows操作系统中安装一个虚拟机软件vmware，然后启动vmware，配置一台用于安装linux的虚拟机，启动虚拟机，就可以在虚拟机上安装其他操作系统了。这种安装比较方便，启动虚拟机后，虚拟机可以使用pc实体机的各种硬件接口，比如usb接口，光驱等；同时还可以很方便的在虚拟机软件与windows操作系统间进行转换而不用重启计算机。这种安装形式可以使用上述三种安装方式的任意一种。在实验中，将会要求大家使用虚拟机来安装Linux操作系统。四、 主要实验步骤1. 安装虚拟机软件：vmware，建议安装VMware-workstation-6.0.0-45731版本。2. 配置虚拟机。配置步骤如下：i. 选择“New Virtual Machine”ii. 选择“Next”iii. 选择“Typcal”然后点击“下一步”iv. 选择“Linux”，并在下拉列表中选择合适的操作系统类型，比如“Red Hat Linux”，如果是红旗Linux的话，就选择“Other Linux 2.6x kernel”，然后选择“下一步”v. 输入虚拟机的名字，并选择存储的位置。一般来讲，应该放在除c盘以外的地方，因为它需要至少8G的空间。vi. 网络连接，选择第一项“Use Bridged networking”，然后选择下一步。这样，虚拟机就可以通过windows的网络设置上网。vii. 设置分配空间的大小，默认为8GB，可以自己调整。然后点击“完成”，就配置好了一个虚拟的计算机，随后启动该虚拟机，就可以像在一个真正的计算机上一样安装操作系统了。3. 在虚拟机上安装操作系统。具体步骤如下：i. 在vmware主界面上选择刚刚配置的虚拟机，可以看到该虚拟机的配置信息：下方右边“Device”中是该虚拟机根据主机的情况配置的资源，包括内存大小、硬盘空间、光驱、软驱、网络、usb设备（接口）、声卡、显示以及cpu等。下方左边是对虚拟机的操作，其中第一项“Start this virtual machine”是启动虚拟机，如果没有安装操作系统，则该虚拟启动之后会告诉你没有操作系统。第二项“Edit virtual machine settings”是针对该虚拟机的配置可以进行设置。第三项“Clone this virtual machine”可以将该虚拟机包括配置克隆一个，在另外一个虚拟机上进行加载。ii. 注意，这里的配置光驱选项，可以双击它进行更改为虚拟光驱。更改后，虚拟光驱可以直接当作光驱使用。选择 “Use ISO image”选项后，就可以加载iso镜像了。硬盘安装可以采用这种方式。iii. 如果还没有安装，则将安装光盘放入光驱中，或者在上一部中找到iso镜像的地址，单击“Start this virtual machine”，就可以安装操作系统了，具体步骤跟在pc实体机上安装一样。如果已经安装了操作系统，则单击“Start this virtual machine”就可以直接启动虚拟机并进入操作系统了。iv. 此时虚拟机为窗口形式的，鼠标和键盘也是属于windows管理的。如果想在虚拟机中使用键盘和鼠标，只要将鼠标在虚拟机窗口中单击即可，随后的鼠标和键盘的操作都是在虚拟机中进行的。如果要转换到windows中操作，只需要同时按下“ctrlalt”键即可。v. 此时的虚拟机为窗口形式，如果想要虚拟机全屏，只要同时按下“ctrlaltenter”即可切换的全屏。如果想回到窗口形式，再次按下三键组合即可。vi. 双操作系统图示：五、 说明1. 本实验应在教师指导下进行，尽量不要擅自进行，否则可能会破坏原有系统。实验二：常用命令的使用一、 实验目的1. 掌握Linux一般的命令格式2. 掌握有关文件和目录操作的常用命令3. 掌握有关进程操作的常用命令4. 熟练使用man命令二、 实验内容1. 正确的登录和退出系统2. 熟悉date，cal，who，echo，clear，passwd等命令3. 在用户主目录下对文件进行操作：复制一个文件、显示文件内容、查找指定内容、排序、文件比较、文件删除等。4. 对目录进行管理：创建和删除子目录、改变和显示工作目录、列出和更改文件权限、链接文件等。5. 利用man显示date、echo等命令的手册页。6. 显示系统中的进程信息。三、 主要实验步骤1. 登录进入系统，修改个人密码。2. 使用简单命令：date，cal，who，echo，clear等，了解Linux命令的格式。3. 浏览文件系统：i. 运行pwd命令，确定当前工作目录ii. 运行ls l命令，理解各字段含义iii. 运行ls ai命令，理解各字段含义iv. 使用cd命令，将工作目录该到根目录上。然后再次运行ls l命令，结合书中图2。2，了解各目录的作用。v. 直接使用cd回到那里了？用pwd验证。vi. 用mkdir 建立一个子目录subdir。vii. 将工作目录改到subdir。4. 文件操作：i. 验证当前工作目录在subdirii. 运行datefile1，然后运行 cat file1，看到什么信息？iii. 运行cat subdir，会有什么结果？为什么？iv. 利用man命令显示date命令的使用说明。v. 运行man date file1，看到什么？运行cat file1，看到什么？vi. 利用ls l file1，了解链接计数是多少？运行ln file1 ./fa,然后运行 ls l file1,看链接计数有没有变化？用cat 命令显示fa文件内容。vii. 显示file1的前10行，后10行。viii. 运行cp file1 file2，然后ls l，看到什么？运行mv file2 file3，然后ls l，看到什么？运行 cat f*，结果怎么样？ix. 运行rm file3, 然后ls l ,结果如何？x. 在/etc/passwd文件中查找适合你的注册名的行。xi. 运行ls l , 理解各文件的权限是什么？xii. 用两种方法改变file1的权限。xiii. 统计file1文件的行数、字数。xiv. 运行man ls|more,显示结果是什么？运行cat file|head -20|tee file5，结果如何？运行cat file5|wc，结果如何？试验三 vi编辑器一、 实验目的学习使用vi编辑器建立、编辑、显示及加工处理文本文件二、 实验内容1. 进入和退出vi。2. 利用文本插入方式建立一个文件3. 在新建的文本文件上移动光标位置4. 对该文件执行删除、复原、修改、替换等操作。三、 主要实验步骤1. 通过终端进入vi。2. 建立一个文件，如file.c，进入插入方式，输入一个c语言程序的各行内容，故意制造几处错误。最后，将该文件存盘。回到shell状态下。3. 运行gcc file.c o myfile，编译该文件，会发现错误提示。理解其含义。4. 重新进入vi，对该文件进行修改。然后存盘，退出vi。重新编译该文件。如果编译通过了，可以用./myfile运行该程序。5. 运行man datafile10,然后vi file10。使用x，dd等命令删除某些文本行。实验四 shell编程一、 试验目的1. 了解shell的作用和主要分类2. 掌握bash的建立和执行方式3. 掌握bash的基本语法4. 学会编写shell脚本二、 实验内容1. shell脚本的建立和执行2. 历史命令和别名定义3. shell变量和位置参数、环境变量4. bash的特殊字符5. 一般控制结构6. 算术运算及bash函数三、 主要实验步骤1. 利用vi建立一个脚本文件，其中包括date，cal，pwd，ls等常用命令，然后以不同的方式执行该脚本。2. 运行history命令，配置历史命令环境3. 体会bash的命令补齐功能4. 用alias定义别名，然后执行。5. 对思考题4.8进行编辑，然后执行6. 对思考题4.14进行编辑，然后执行7. 对思考题4.18进行编辑，然后执行。8. 运行例4.20，取消其中的“eval”，会出现什么情况？实验五 常用开发工具一、 实验目的1. 掌握c语言编译的基本用法2. 掌握gdb调试工具的基本用法3. 理解make工具的功能，学会编制makefile的方法。二、 背景知识1. gccgcc 是GNU 的C 和C+ 编译器，它是Linux 中最重要的软件开发工具。实际上，gcc 能够编译三种语言：C、C+ 和Object C（C 语言的一种面向对象扩展）。利用gcc 命令可同时编译并连接C 和C+ 源程序。汇编语言的编译器为as。编译器被成功的移植到不同的处理器平台上。标准PCLINUX 上的gcc 是FOR INTEL CPU 的，而ARM 系列开发套件使用的是FOR arm 系列处理器的gcc 编译器arm-elf-gcc 和arm-elf-as 及其相应的GNUBinutils 工具集（如ld 链接工具，objcopy、objdump 等工具）。gcc 命令的常用选项有：-ansi 只支持ANSI 标准的C 语法。这一选项将禁止GNU C 的某些特色，例如asm 或typeof 关键词。-c 只编译并生成目标文件。-DMACRO 以字符串“1”定义MACRO 宏。-DMACRO=DEFN 以字符串“DEFN”定义MACRO 宏。-E 只运行C 预编译器。-g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。-IDIRECTORY 指定额外的头文件搜索路径DIRECTORY。-LDIRECTORY 指定额外的函数库搜索路径DIRECTORY。-lLIBRARY 连接时搜索指定的函数库LIBRARY。-m486 针对486 进行代码优化。-o FILE 生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。-O0 不进行优化处理。-O 或-O1 优化生成代码。-O2 进一步优化。-O3 比-O2 更进一步优化，包括inline 函数。-shared 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。-static 禁止使用共享连接。-UMACRO 取消对MACRO 宏的定义。-w 不生成任何警告信息。-Wall 生成所有警告信息。ld 文件编译完成之后，就要执行ld 进行链接。ld 工具处理ld 文件。ld 文件采用AT&T 链接命令语言写成,用于控制整个链接过程。2、gdbLinux 包含了一个叫gdb 的GNU 调试程序. gdb 是一个用来调试C 和C+ 程序的强力调试器.它使您能在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况. Gdb 功能非常强大:可监视程序中变量的值.可设置断点以使程序在指定的代码行上停止执行.支持单步执行等在命令行上键入gdb 并按回车键就可以运行gdb 了, 如果一切正常的话, gdb 将被启动并且您将在屏幕上看到类似的内容:GNU gdb Red Hat Linux 7.x (5.0rh-15) (MI_OUT)Copyright 2001 Free Software Foundation, Inc.GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions. Type show copying to see the conditions.There is absolutely no warranty for GDB. Type show warranty for details.This GDB was configured as i386-redhat-linux.(gdb)当您启动gdb 后, 您能在命令行上指定很多的选项. 您也可以以下面的方式来运行gdb :gdb 当您用这种方式运行gdb , 您能直接指定想要调试的程序. 这将告诉gdb 装入名为fname 的可执行文件. 您也可以用gdb 去检查一个因程序异常终止而产生的core 文件, 或者与一个正在运行的程序相连. 您可以参考gdb 指南页或在命令行上键入gdb -h 得到一个有关这些选项的说明的简单列表.为了使gdb 正常工作, 您必须使您的程序在编译时包含调试信息. 调试信息包含您程序里的每个变量的类型和在可执行文件里的地址映射以及源代码的行号. gdb 利用这些信息使源代码和机器码相关联.在编译时用-g 选项打开调试选项.gdb 支持很多的命令使您能实现不同的功能. 这些命令从简单的文件装入到允许您检查所调用的堆栈内容的复杂命令, 表27.1 列出了您在用gdb 调试时会用到的一些命令. 想了解gdb 的详细使用请参考gdb 的指南页.gdb 的常用命令1. break NUM 在指定的行上设置断点。2. bt 显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。3. clear 删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为：clear ILENAME:NUM。4. continue 继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而5. 导致停止运行时。6. display EXPR 每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。7. file FILE 装载指定的可执行文件进行调试。8. help NAME 显示指定命令的帮助信息。9. info break 显示当前断点清单，包括到达断点处的次数等。10. info files 显示被调试文件的详细信息。11. info func 显示所有的函数名称。12. info local 显示当函数中的局部变量信息。13. info prog 显示被调试程序的执行状态。14. info var 显示所有的全局和静态变量名称。15. kill 终止正被调试的程序。16. list 显示源代码段。17. make 在不退出gdb 的情况下运行make 工具。18. next 在不单步执行进入其他函数的情况下，向前执行一行源代码。19. print EXPR 显示表达式EXPR 的值。20. gdb 支持很多与UNIX shell 程序一样的命令编辑特征.21. bash 或tcsh 里那样按Tab 键让gdb 帮您补齐一个唯一的命令, 如果不唯一的话gdb 会列出所有匹配的命令. 您也能用光标键上下翻动历史命令.三、 实验内容1. 利用gcc编译c语言程序，使用不同选项，观察并分析显示结果2. 用gdb调试一个编译后的c语言程序。3. 编写一个由多个文件构成的c语言程序，