程序設(shè)計實驗指導(dǎo)書

1、Linux程序設(shè)計實 驗 指 導(dǎo) 書前 言根據(jù)教學(xué)大綱與實驗大綱的安排，本課程計劃進行8課時上機試驗。由于所有實驗均涉及操作系統(tǒng)、程序設(shè)計等課程的多個知識點，希望各位同學(xué)認真準備。Ø 上機實驗前應(yīng)充分做好以下準備工作：1. 復(fù)習(xí)和掌握與本次實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。2. 根據(jù)本次實驗的內(nèi)容，在紙上編寫好準備上機調(diào)試的程序，并初步檢查無誤。3. 準備好對程序進行測試的數(shù)據(jù)。4. 對每種測試數(shù)據(jù)，給出預(yù)期的程序運行結(jié)果。5. 預(yù)習(xí)實驗步驟，對實驗步驟中提出的一些問題進行思考。Ø 上機實驗后，應(yīng)及時寫出實驗報告，實驗報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1. 實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容。2. 程序說明，包括程序結(jié)構(gòu)

2、、各模塊的算法。3. 調(diào)試正確的源程序。4. 程序運行記錄（包括對不同測試數(shù)據(jù)的運行結(jié)果）。5. 針對實驗中出現(xiàn)的問題，寫出解決辦法及對運行結(jié)果的分析。本指導(dǎo)書適用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)“Linux程序設(shè)計”課程時實驗使用。實驗一：熟悉Linux實驗學(xué)時：2實驗類型：（驗證）實驗要求：（必修）一、實驗?zāi)康腖inux操作系統(tǒng)是多任務(wù)操作系統(tǒng)，對進程與線程提供完整支持。本次實驗意圖通過實踐掌握進程的基本概念，理解進程控制、進程同步、經(jīng)典進程的同步問題 、管程機制、進程通信、線程；初步熟悉多進程/多線程編程的特點。Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，是一個基于POSIX和UNI

3、X的多用戶、多任務(wù)、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。它能運行主要的UNIX工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡(luò)為核心的設(shè)計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。本次實驗意圖通過實踐了解Linux環(huán)境中常見的終端命令；熟悉文本編輯器leafpad的使用。二、實驗內(nèi)容本次實驗的實驗內(nèi)容包括：1）熟悉man、cd、mkdir、rmdir、chmod、chown、ps、cat、ls命令;2) 練習(xí)使用文本編輯器leafpad。三、實驗組織運行要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，宜采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)”。相關(guān)材料可以以書面資料

4、（或電子版本）的形式分發(fā)給學(xué)生。學(xué)生自主練習(xí)、提問；教師針對性的輔導(dǎo)。四、實驗條件- 硬件環(huán)境：曙光服務(wù)器學(xué)生自帶筆記本；- 操作系統(tǒng)：Fedora 24(服務(wù)器)；- 編程環(huán)境：編輯器leafpad編譯器gcc五、實驗步驟具體實驗步驟如下：1. 首先練習(xí)使用man命令；2. 練習(xí)cd、mkdir、rmdir、chmod、chown、ps、cat、ls命令，并使用man命令獲取相關(guān)命令的幫助；3. 練習(xí)使用leafpad編輯文本文件；六、思考題1. 什么是文件？什么事目錄？什么是路徑？ 2. Linux系統(tǒng)文件權(quán)限是怎么規(guī)定的？3. 如何查看一個文件的i節(jié)點信息？4. 如何查看一個進程的信息？

5、5. 如何查看系統(tǒng)的CPU、內(nèi)存配置信息？七、實驗報告學(xué)生在實驗結(jié)束后必須完成實驗報告。實驗報告必須包括實驗預(yù)習(xí)、實驗記錄、思考題三部分內(nèi)容。實驗記錄應(yīng)該忠實的描述操作過程，并提供操作步驟以及調(diào)試程序的源代碼。對思考題應(yīng)該能夠初步認識。具體實驗報告的書寫按照實驗報告紙的要求逐項完成。八、其它說明要求學(xué)生在實驗過程中遵循如下的要求：1. 準時到達實驗室，嚴格簽名方式的考勤制度。不允許代簽；2. 遵循實驗室的各種管理規(guī)定；3. 服從教師和實驗員的管理；實驗二：文件操作（系統(tǒng)調(diào)用）實驗學(xué)時：2實驗類型：（設(shè)計）實驗要求：（必修）一、實驗?zāi)康谋緦嶒炓笫褂胏語言編程，采用系統(tǒng)調(diào)用方式對文件進行打開、關(guān)

6、閉、讀、寫操作，以其加深了解通過系統(tǒng)調(diào)用操作文件的方法與典型流程。二、實驗內(nèi)容1)使用cat命令和重定向操作將/proc/cpuinfo和/proc/meminfo兩個文件的內(nèi)容合并到1個名稱為test1.txt的中；2）編程實現(xiàn)將test1.txt的內(nèi)容重復(fù)4096遍寫入到文件test2.txt中；3)編程實現(xiàn)將test2.txt復(fù)制到test3.txt文件的操作； 要求所有編程使用的文件操作均使用系統(tǒng)調(diào)用的方式。三、實驗組織運行要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，宜采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)”。相關(guān)材料可以以書面資料（或電子版本）的形式分發(fā)給學(xué)生。學(xué)生自主練習(xí)、提問；教師

7、針對性的輔導(dǎo)。四、實驗條件- 硬件環(huán)境：曙光服務(wù)器學(xué)生自帶筆記本；- 操作系統(tǒng)：Fedora 24(服務(wù)器)；- 編程環(huán)境：編輯器leafpad編譯器gcc五、思考題1. 采用系統(tǒng)調(diào)用方式進行文件的打開與關(guān)閉操作時，操作系統(tǒng)會執(zhí)行哪些動作？2. 如何采用系統(tǒng)調(diào)用的方式刪除一個文件？3. 如在程序中需要使用系統(tǒng)調(diào)用，需要在編程時包括哪些頭文件？六、實驗報告學(xué)生在實驗結(jié)束后必須完成實驗報告。實驗報告必須包括實驗預(yù)習(xí)、實驗記錄、思考題三部分內(nèi)容。實驗記錄應(yīng)該忠實的描述操作過程，并提供操作步驟以及調(diào)試程序的源代碼。對思考題應(yīng)該能夠初步認識。具體實驗報告的書寫按照實驗報告紙的要求逐項完成。七、其它說明要

8、求學(xué)生在實驗過程中遵循如下的要求：1. 準時到達實驗室，嚴格簽名方式的考勤制度。不允許代簽；2. 遵循實驗室的各種管理規(guī)定；3. 服從教師和實驗員的管理；實驗三：文件操作（庫函數(shù)）實驗學(xué)時：2實驗類型：（設(shè)計）實驗要求：（必修）一、實驗?zāi)康谋緦嶒炓笫褂胏語言編程，采用庫函數(shù)方式對文件進行打開、關(guān)閉、讀、寫操作，以其加深了解通過庫函數(shù)操作文件的方法與典型流程。二、實驗內(nèi)容1)使用cat命令和重定向操作將/proc/cpuinfo和/proc/meminfo兩個文件的內(nèi)容合并到1個名稱為test1.txt的中；2）編程實現(xiàn)將test1.txt的內(nèi)容重復(fù)4096遍寫入到文件test2.txt中；3

9、)編程實現(xiàn)將test2.txt復(fù)制到test3.txt文件的操作； 要求所有編程使用的文件操作均使用庫函數(shù)的方式。三、實驗組織運行要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，宜采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)”。相關(guān)材料可以以書面資料（或電子版本）的形式分發(fā)給學(xué)生。學(xué)生自主練習(xí)、提問；教師針對性的輔導(dǎo)。四、實驗條件- 硬件環(huán)境：曙光服務(wù)器學(xué)生自帶筆記本；- 操作系統(tǒng)：Fedora 24(服務(wù)器)；- 編程環(huán)境：編輯器leafpad編譯器gcc五、思考題1. 通過對比實驗二中實現(xiàn)復(fù)制程序與本次實驗實現(xiàn)的復(fù)制程序的運行時間，闡述采用庫函數(shù)方式對文件進行操作與采用系統(tǒng)調(diào)用方式進行文件操作的差異性

10、。2. 如何采用庫函數(shù)的方式刪除一個文件？3. 如在程序中需要使用庫函數(shù)，需要在編程時包括哪些頭文件？六、實驗報告學(xué)生在實驗結(jié)束后必須完成實驗報告。實驗報告必須包括實驗預(yù)習(xí)、實驗記錄、思考題三部分內(nèi)容。實驗記錄應(yīng)該忠實的描述操作過程，并提供操作步驟以及調(diào)試程序的源代碼。對思考題應(yīng)該能夠初步認識。具體實驗報告的書寫按照實驗報告紙的要求逐項完成。七、其它說明要求學(xué)生在實驗過程中遵循如下的要求：1. 準時到達實驗室，嚴格簽名方式的考勤制度。不允許代簽；2. 遵循實驗室的各種管理規(guī)定；3. 服從教師和實驗員的管理；實驗四：套接字編程實驗學(xué)時：2實驗類型：（綜合）實驗要求：（必修）一、實驗?zāi)康谋敬螌嶒炛?/p>

11、在通過實踐了解TCP套接字編程的基本原理和流程，重點加深對基于TCP套接字的服務(wù)器端和客戶端程序架構(gòu)的了解。二、實驗內(nèi)容1) 編制基于TCP套接字的服務(wù)器端程序。服務(wù)器端程序的功能是將客戶端通過TCP套接字傳遞過的某個ASCII編碼字符的ACSII碼加2后返還給客戶端；2) 編制基于TCP套接字的客戶端程序。客戶端程序的功能是將從鍵盤接收的一個字符發(fā)送給服務(wù)端后從服務(wù)端接收返回值回顯到顯示器后退出。三、實驗組織運行要求根據(jù)本實驗的特點、要求和具體條件，宜采用“以學(xué)生自主訓(xùn)練為主的開放模式組織教學(xué)”。相關(guān)材料可以以書面資料（或電子版本）的形式分發(fā)給學(xué)生。學(xué)生自主練習(xí)、提問；教師針對性的輔導(dǎo)。四、實驗條件- 硬件環(huán)境：曙光服務(wù)器學(xué)生自帶筆記本；- 操作系統(tǒng)：Fedora 24(服務(wù)器)；- 編程環(huán)境：編輯器leafpad編譯器gcc五、思考題1. 套接字通信編程中，accept函數(shù)和connect函數(shù)的功能是是什么？2. 如何理解套接字通信編程中，listent函數(shù)的backlog參數(shù)的作用？六、實驗報告學(xué)生在實驗結(jié)束后必須完成實驗報告。