智能终端应用开发基础 课件 第3、4章 树莓派基本操作、树莓派编程环境

第3章

树莓派基本操作Contents01.系统目录02.常用Linux终端快捷键03.磁盘管理04.文件管理05.配置NFS服务端01系统目录树莓派操作系统目录结构树莓派目录导航：树莓派中，/表示根目录。用户登录时默认在/home/pi下，可输入cd/进入根目录，ls-a查看内容。或在图形界面使用资源管理器导航到根目录，如图3-2。树莓派目录结构：树莓派操作系统采用树形目录结构，根目录‘/’为树根部，含多文件夹，各文件夹独立成树，非单独文件夹，如图3-1所示，省略号表示根目录下其他文件夹。根目录内容根目录内容概览：根目录下含多个关键文件夹，如bin存放可执行文件，boot含启动文件，dev含设备信息，etc含配置文件，home存用户主目录，lib含共享库，这些共同构成系统基础。根目录内容概览：根目录下含多个关键文件夹，如bin存放可执行文件，boot含启动文件，dev含设备信息，etc含配置文件，home存用户主目录，lib含共享库，这些共同构成系统基础。主要目录介绍bin：是Binaries（二进制文件）的缩写，bin目录中存放着一些可执行文件，包括运行图形界面所需和经常使用的命令所需的可执行文件。boot：boot目录中放置着启动Linux时所需要的核心文件，包括Linux内核和其他用来启动树莓派的软件包，对于系统启动至关重要。dev：dev是Devices（设备）的缩写，dev目录下存放的是Linux的外部设备信息，包括虚拟和物理设备，是系统识别和管理外部设备的核心位置。etc：etc是Etcetera（附加物）的缩写，用来存放所有的系统管理所需要的配置文件和子目录，涉及系统配置、管理工具和应用程序设置。home：home目录是树莓派系统中所有用户的主目录容器，它保存着以用户名称命名的个人专属文件夹，用于存储用户数据、配置文件等。lib：lib是Library（库）的缩写，目录中存放着系统最基本的动态链接共享库，几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。02常用Linux终端快捷键快捷键提升效率：在使用命令行时，借助Linux快捷键可以提升工作效率，不论使用什么工具，快捷键都有助于提高生产力和效率。Ctrl+A与Ctrl+E：Ctrl+A快速跳转命令行首，Ctrl+E迅速跳转至行尾，光标定位高效快捷，提升命令行操作效率，节省时间。Ctrl+U与Ctrl+K：输入错误命令时，Ctrl+U可快速清除当前行首至光标前内容，Ctrl+K则清除光标至行尾内容，简化纠错流程。Ctrl+W与Ctrl+Y：Ctrl+W删除光标前单词，Ctrl+Y恢复误删文本，两者协同作用，提升命令行编辑效率，减少重复输入。历史命令导航：Ctrl+P浏览上一条命令，Ctrl+N跳转下一条，循环操作，高效导航历史命令列表，快速定位并复用常用指令。反向搜索历史：Ctrl+R启动反向搜索，输入字符匹配最近含该字符的命令，高效查找久远命令，提升命令行操作效率。Linux终端快捷键概述常用Linux终端快捷键Tab键补全功能：输入命令或文件名时，按Tab键可触发自动补全功能，减少输入错误，提高工作效率。Ctrl+C中断进程：在执行命令或运行程序时，若需立即停止，可使用Ctrl+C组合键中断当前进程。Ctrl+Z挂起任务：按下Ctrl+Z组合键可将当前任务挂起并放入后台，同时保持任务活性，便于后续继续操作。Ctrl+D退出终端：在终端中按下Ctrl+D组合键可退出当前会话，等同于执行exit命令，关闭SSH连接时尤为常用。Ctrl+L清屏操作：当屏幕显示混乱或需清除屏幕内容时，可按下Ctrl+L组合键，效果等同于DOS/Windows的cls命令。文本编辑快捷键：编辑文件时，Ctrl+A移动光标至行首，Ctrl+E至行尾，Ctrl+U清除当前行首至光标前内容。03磁盘管理df命令支持多种参数，如-a显示所有文件系统、-h以易读格式显示、-m以MBytes显示等，满足不同的磁盘使用情况查看需求。通过df-h命令查看磁盘使用情况，以易读格式输出；使用df-i命令查看inode使用情况，了解磁盘空间的另一种占用情况。使用df命令查看磁盘分区使用情况，包括文件系统名称、1K-blocks总数、已用空间、可用空间、使用百分比及挂载点信息。df（diskfree）命令用于显示目前文件系统磁盘使用情况统计。可以利用df命令来获取硬盘被占用了多少空间，目前还剩下多少空间等信息。df命令实例df命令输出df命令参数df命令介绍df命令fdisk选择参数fdisk的选择参数包括-s<分区编号>，用于指定分区；-v，显示版本信息。通过这些参数，用户可以指定操作对象或获取工具版本信息。fdisk命令概述fdisk命令在交互式的操作环境中管理磁盘分区。在Linux中有专门的分区命令fdisk和parted；fdisk命令较为常用，但不支持大于2TB的分区。fdisk命令局限性如果需要支持大于2TB的分区，则需要使用parted命令，当然parted命令也能分配较小的分区。根据需求选择合适的分区工具。fdisk必要参数fdisk命令的必要参数包括-l，用于列出所有分区表；-u，与-l搭配使用，显示分区数目。这些参数帮助用户查看和管理磁盘分区。fdisk命令du与df区别du（diskusage）命令统计目录(或文件)所占磁盘空间的大小，它也是查看使用空间的，但是与df命令不同的是du命令是对文件和目录磁盘使用的空间的查看。du命令格式du命令的基本格式为du[-ahskm][文件或目录名称]，其中-a表示列出所有文件与目录容量，-h以易读格式显示，-s仅显示总量，-S排除子目录总计等。du命令实例通过du-a命令列出所有文件与目录的容量，使用du-h以易读格式（如G/M）显示容量信息；通过du-s列出目录的总容量，而不深入子目录。du命令特点du命令与df命令有一些区别，du命令用于查看特定目录或文件的磁盘使用情况，而df命令则显示整个文件系统的磁盘使用情况，包括未使用的空间。du命令04文件管理cp命令ls命令ls（listfiles）命令用于显示指定工作目录下之内容（列出目前工作目录所含之文件及子目录)，是Linux系统中最常用的命令之一。用于删除文件或目录，默认不删除目录。使用-r或-R参数可递归删除目录及其内容，谨慎操作，确保不误删重要文件。用于创建新目录，默认不覆盖已存在目录。支持同时创建多个目录，通过指定多个目录名实现。常用于组织文件结构。复制文件或目录至指定位置，覆盖已存在文件。支持多源复制至单目标，及目录复制（需-r/-R）。目标目录需预先存在，cp不创建目录。mkdir命令SSH远程连接cp命令rm命令VNC远程连接跨平台资源共享：VNC实现远程桌面控制，简化图形界面操作。利用NFS等协议，实现服务器与客户端间文件共享，提升资源访问效率与便利性。VNC图形界面操作：通过VNC远程连接，在图形化界面下使用文件管理器进行文件管理。打开文件管理器，进入pi目录，进行文件存储与子文件夹创建。05配置NFS服务端0102NFS协议概述NFS（NetworkFileSystem）由SUN公司开发，是一种基于服务器/客户端架构的网络文件系统协议。它允许服务器上的文件或文件夹被多个客户端通过网络共享。客户端访问机制NFS服务器端的共享文件夹或文件通常建立在文件服务器上，用户可以向特定文件夹中添加文件，拥有权限的用户就可以远程来使用这些文件。NFS运行原理NFS以服务器/客户端的架构实现，我们需要在将要进行文件分享的主机中安装并配置NFS服务程序，NFS客户端一般是应用服务器，比如Web。依赖RPC服务NFS在文件传送的过程中依赖于远程过程调用（RemoteProcedureCall，RPC）协议，NFS本身是没有提供信息传送的协议和功能的，但是能够通过网络进行资源分享。启动RPC服务只要用到NFS的地方都需要启动RPC服务，不论是NFS的客户端还是服务器。启动RPC服务为NFS提供必要的网络通信支持，确保文件共享和访问的顺利进行。030405NFS简介如果请求成功，那么服务端的RPF服务将NFS端口信息反馈给客户端，之后客户端就可以利用获得端口信息来建立与服务端的NFS连接。NFS连接建立后，客户端和服务端通过TCP/IP协议栈进行数据传输。数据传输过程中，RPC服务负责提供必要的网络通信支持。客户端启动RPC服务（在不同的系统中RPC服务的实现可能不一样），然后向服务器的RPC服务请求服务端的NFS端口。在服务器端启动RPC服务，该服务所绑定的端口号为111，然后服务器端启动NFS服务，并向RPF注册端口信息。数据传输客户端请求端口连接方式启动RPC服务NFS工作原理更新软件包列表我们可以使用apt-get命令来安装我们所需要的软件包，在使用树莓派或者Linux做开发的过程中该命令将会被经常的用到。运行sudoapt-getupdate更新软件包列表，然后使用sudoapt-getinstallnfs-commonnfs-server-y安装NFS服务器程序。在安装结束之后我们需要创建一个NFS共享文件夹，也可以使用一个现有的文件夹。使用下面的命令新建一个文件夹。适当的修改该文件夹的访问权限，在这里使用的权限为所有用户都可读写，但需要注意的是，该文件内的其他文件夹可以有不同的权限。被用作共享的文件夹将会是NFS服务中一个共享的根目录。接下来需要在NFS的配置文件中添加一条指令以共享该文件夹。安装NFS服务器程序修改文件夹权限共享文件夹创建共享文件夹安装NFS服务器组件

启动RPC服务首先使用sudoupdate-rc.drpcbindenable和sudoservicerpcbindrestart命令来启动RPC服务，并确保其为开机启动。启动NFS服务使用sudosystemctlstartnfs-server命令来启动NFS服务。这将确保NFS服务能够正常运行，并处理客户端的文件共享请求。NFS开机启动设置使用sudosystemctlenablenfs-server命令将NFS服务设置为开机启动。这确保了系统每次启动时都自动启动NFS服务。启动NFS服务感谢您的观看与聆听第4章

树莓派编程环境Contents01.Python概述02.编写Python程序03.运行Python程序01Python概述Python语言Python特点Python简洁、易读、可扩展，是面向对象的高级程序设计语言，支持多种操作系统，有广泛的应用。Python应用Python从1991年公开发行版至今，广泛应用于系统管理任务处理和Web编程，成为主流开发语言。Python名字由来Python得名于英国电视喜剧《蒙提.派森干的飞行马戏团》，该剧于20世纪70年代首播。Python发明Python由GuidovanRossum于1989年发明，作为ABC语言的继承，旨在打造一种新的脚本解释程序。Python语言特点Python基础特点：Python是交互式、面向对象、初学者的语言，语法清晰，易于学习，支持多种编程风格。Python语言结构：Python是交互式语言，支持面向对象编程，对初级程序员友好，适用于多种应用开发。Python优点：Python语法简洁清晰，代码定义规范，维护方便，拥有广泛的标准库，支持多平台操作。Python功能：Python支持互动模式、可移植、可扩展，提供数据库接口和GUI编程支持，可嵌入C/C++程序。Python功能多：Python支持功能、结构化编程及OOP，可编译为字节码，拥有高级动态数据类型和自动垃圾收集机制。Python排名：Python在多个领域均占据领先地位，包括大学教学、统计、人工智能、脚本编写、系统测试等。02编写Python程序if语句01if语句是Python中的基本流程控制结构，用于根据条件执行不同的代码块。当指定的条件为真（True）时，将执行if语句块中的代码；否则，将跳过这些代码。while语句02while语句是Python中的循环控制结构，用于在条件为真（True）时重复执行一段代码。直到条件变为假（False），循环才会停止，并继续执行后续代码。try语句03try语句用于处理在程序执行过程中可能出现的异常情况。通过捕获异常，try语句允许程序在发生错误时继续运行，而不是直接崩溃，从而增强了程序的健壮性。部分控制语句迭代器和生成器迭代器迭代器是Python中用于遍历集合元素的工具，它记住了遍历的位置，并且只能向前遍历而不能后退。迭代器通过实现iter()和next()方法，支持便捷的迭代操作。匿名函数与递归：Python支持匿名函数，通过Lambda关键字定义，用于快速创建小型函数。同时，Python的函数支持递归调用、默认参数值以及可变参数，但不支持函数重载。算术与逻辑运算符：Python中的表达式写法与C/C++相似，主要算术运算符包括加法、减法、乘法、除法等，逻辑运算符则包括and、or、not等，用于执行逻辑判断与组合。表达式对象方法的调用：调用对象方法时，可以使用点（.）操作符连接实例名称和方法名称。这等价于通过类名直接调用方法，并将实例作为第一个参数传递。这种方式实现了方法与对象的绑定。对象方法的定义：对象的方法是绑定到对象上的函数，用于实现特定的功能。在Python中，定义对象方法时需要显式地定义第一个参数，通常命名为self，用于访问对象的内部数据。对象的方法03运行Python程序树莓派PythonIDE传输与运行：用户既可在树莓派上直接使用Thonny编写并运行Python代码，也可在本地电脑编写后，将工程文件传输至树莓派中执行，灵活适应不同编程需求与场景。树莓派PythonIDE：树莓派系统内置ThonnyPythonIDE，无需额外安装，便捷高效，直接支持Python代码编写与运行，为编程爱好者与学习者提供强大支持。Thonny界面概览01Thonny界面清晰，分为代码编辑与shell窗口两大区域。代码区供编写代码，而shell窗口则负责直观展示运行交互与结果，助力用户高效编程与学习。独特的Debug模式02Thonny的debug模式独具特色，无需设置断点，用户可