20191324第一周读书笔记

第一周读书笔记

第一章 引言

• 系统编程的作用：1）教授学生计算机系统软件方面的广博知识以及高级编程技巧 2）为学生打下坚实基础

• 学习目标：强化背景编程知识，学习动态数据结构的应用、进程概念及进程管理、并发编程、定时器和定时功能、信号、信号处理和进程间通信、文件系统、TCP/IP和网络编程

  （什么是并发编程？并发编程的目的是为了提高程序的执行速度.但是并不意味着启动更多的线程会达到更好的并发效果,并发编程还会引起死锁 , 上下文频繁切换 , 线程不安全等问题，通俗理解就是时间统筹，在一件事发生的时候做其他事情效率最大化https://blog.csdn.net/cisco_huang/article/details/87104427）

• 关于Unix：一种通用操作系统，包含：AT&T Unix、Berkeley Unix、HP Unix 、IBM Unix、Sun Unix

  关于Linux：是一个类Unix系统纳入了许多GNU软件，包含：Debian Linux、Ubuntu linux、Linux mint、基于RPM的Linux、Slackware Linux

  （Linux和Unix系统的区别？Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性、全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。最大的区别是，前者是开发源代码的自由软件，而后者是对源代码实行知识产权保护的传统商业软件https://blog.csdn.net/preciousboy/article/details/5867382）

• 虚拟机：VirtualBox大一安装后没卸载，再点开已经不能用了，重复安装也不行，暂未找到解决方案所以下载了Vmware
  

VMware能正常使用

• 文件类型：目录文件、非目录文件、符号链接文件

• 以“/”开头的路径名为绝对路径名，反之则为相对于进程当前工作目录（CWD）的相对路径名

• Linux/Unix常用命令：

  cd：更改目录
  exit：退出
  logout：注销
  sudo apt install：安装应用程序
  sudo：使用root权限执行
  ls:lsdirname：列出CWD或目录的内容
  pwd：打印CWD的绝对路径名
  touch filename：更改文件名时间戳（如果文件不存在，则创建文件）
  cat filename：显示文件内容
  cp src dest：复制文件
  mv src dest：移动或重命名文件
  mkdir dirname：创建目录
  rmdir dirname：移除（空）目录
  rm filename：移除或删除文件
  find：搜素文件
  grep：搜索文件中包含模式的行
  ssh：登录到远程主机
  tar-zcvffile.tgz：从当前目录创建压缩tar文件
  tar-zxvffile.tgz：从tgz文件中解压文件
  man：显示在线手册页
  zip file.zip filenames：将文件压缩为.zip文件
  unzip file.zip：解压.zip文件

• sudo命令：sudo命令（超级用户执行）允许用户以另一个用户的身份执行命令

  第二章 编程背景

• vim：是Linux的标准内置编辑器，有三种不同操作模式：命令模式（用于输入命令）、插入模式（用于输入和编辑文本）、末行模式（用于保存文件并退出）

• Vim使用键位图：
  

• gedit：类似于Windows中的记事本，是一个简单的图形界面文本编辑器。

• emacs：更加强大，具有更多功能的图形界面文本编辑器。

• 程序开发步骤：1）创建源文件 2）用gcc把源文件转换成二进制可执行文件
  
  第一步：将c源文件转换为汇编代码.s文件

第二步：把汇编代码转换为目标代码.o文件，其中包含一个文件头，包含代码段、数据段和BSS段的大小，一个代码段，包含机器指令，一个数据段，包含初始化全局变量和初始化静态局部变量，一个BSS段，包含未初始化全局变量和未初始化静态局部变量，代码中的指针以及数据和BSS中偏移量的重定位信息，一个符号表，包含非静态全局变量、函数名称及其属性

第三步：链接。将.o文件所有代码组合成单一代码段—>将所有数据段组合成单一数据段—>将所有BSS段组合成单一BSS段—>用.o文件中的重定位信息调整组合代码段中的指针及其组合数据段、bss偏移量—>用符号来解析.o文件之间的交叉引用

• C语言程序中的变量可分为全局变量（函数外定义）、局部变量（在函数内定义）、静态全局变量（仅对定义他们的文件可见）、非静态全局变量（对同一程序的所有文件都可见）、寄存器变量（分配到CPU寄存器中）、静态局部变量（永久性、唯一性、可初始化）、易失性变量（用作内存映射I/O的地址）

• a.out文件的内容：文件头、代码段、数据段、符号表

• 程序执行过程：1）读取a.out文件头，以确定所需总内存大小，包括堆栈空间大小 2）sh从总大小分配一个内存区给执行映像 3）sh放弃旧映像，开始执行新映像 4）执行crt0.o开始，调用main（）将argc和argv作为参数传递给main()

• 程序终止方法：正常终止（程序执行成功，系统清空该进程的结构体）异常终止：（程序无法正常执行，终端强制使进程终止）

• 静态链接库中-L.指定连接库路径（当前目录），-l指定链接库，动态链接库若不在当前目录中，只需更改-L.选项，设置LD_LIBRARY_PATH，以指向包含链接库的目录

• makefile：用来管理和编译项目。makefile是一个文件，在使用make命令时，会读取这个文件并对项目按照文件内容进行编译。make文件由一系列目标项、依赖项、规则组成。

• gdb断点设置指令总结：

(gdb)break 7 //以行号设置断点
(gdb)break function_name //以函数名设置断点
(gdb)clear 行号 //删除这行的断点
(gdb)clear 函数名 //删除该函数的断点
(gdb)delete breakpoints n //删除第n次(指定编号)设置的断点
(gdb)clear //删除程序中所有的基于行设置的断点
(gdb)delete //删除程序中所有的断点
(gdb)r //执行程序
(gdb)n //单步调试
(gdb)c //执行到下一个断点
(gdb)print 变量或表达式 //打印变量或表达式当前的值。
(gdb)print 变量=值 //对变量进行赋值
(gdb)whatis 变量或表达式 //显示变量类型
(gdb)set variable 变量=值 //变量赋值

• 链表：1）单链表:每个节点包含两部分,一部分存放数据变量的data,另一部分是指向下一节点的next指针
  2）双向链表:除了包含单链表的部分,还增加的pre前一个节点的指针链表的优点在于,不需要连续的存储单元,修改链表的复杂度为O(1) (在不考虑查找时)，但是缺点也很明显:无法直接找到指定节点,只能从头节点一步一步寻找复杂度为O(n)

• 树：树的定义是递归的，是一种递归的数据结构。树作为一种逻辑结构，同时也是一种分层结构，具有以下

  两个特点：1）树的根结点没有前驱结点，除根结点之外的所有结点有且只有一个前驱结点。 2）树中所有结点可以有零个或多个后继结点。

• 代码：伪代码 （注释和描述）产品代码 (函数、模块）（没有main） xx.c->xx.测试代码 （有main）

代码及实践

• mkdir + src/docs/include/libs/bin 生成树
  xx.out文件放入bin，xx.md文件放入xx.h，xx.h文件放入include，xx.o文件放入libs，xx.c文件放入src
  
  test.c代码：
  
  hello.c代码：
  
  运行结果：
  
  成功！
• 过程：
  1）在src中创建编写hello.c和test.c
  2)输入gcc src/hello.c -o bin/hello.out将生成的hello.out文件生成到bin中（hello.o文件同样操作，将命令的out改为o即可）
  3）输入gcc -Iinclude -c src/hello.c -o libs/hello.o将源文件编译为库文件
  4）输入gcc src/test.c libs/hello.o -Iinclude -o bin/hello生成可执行文件
  5）运行hello，成功