linux编程大作业讲解

linux编程大作业讲解
linux
第一部分简述题目
要求:这部分题目必做，要详细回答，最好用自己理解的语言回答，有些题目可用图形和举例等阐述问题。

1、makefile文件的作用是什么，makefile文件中有一种变量，其值是根据具体的规则来确定的，称为自动变量，其中代表所有依赖文件列表的是哪个；举例说明make 命令的工作流程。

答：在Makefile文件中描述了整个工程所有文件的编译顺序、编译规则。

其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译、需要创建那些库文件以及如何创建这些库文件、如何最后产生我们想要的可执行文件。

Makefile 有自己的书写格式、关键字、函数。

在Makefile 中可以使用系统shell所提供的任何命令来完成想要的工作。

能够使用一行命令来完成“自动化编译”。

自动变量$^代表所有依赖文件，以空格分开，以出现的先后为序。

2、什么是进程，用fork()创建一个子进程时，系统会做什么工作。

请编程说明。

答：进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配的单位，不仅是系统内部独立运行的实体也是独立竞争资源的实体。

用fork（）时系统会分配子进程一个ID号然后继承父进程的地址空间，包括进程上下文进程堆栈打开的文件描述符等等，他就是父进程的一个复制品。

3、简述Linux文件系统通过i节点把文件的逻辑结构和物理结构转换的工作过程。

解释i节点在文件系统中的作用。

答：文件系统建立在由若干连续的逻辑块构成的存储空间中，根据用途逻辑块可分为：超级块、i节点区和数据区。

其中i节点区用于存放i节点，每个文件都
有各自唯一的i节点，i 节点是一个64字节长的表，表中包含了文件的相关信息，其中有文件的大小、文件所有者、文件的存取许可方式以及文件的类型等重要信息。

在i 节点表中最重要的内容是磁盘地址表。

在磁盘地址表中有13个块号，文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序依次读取相应的块。

Linux文件系统通过把i节点和文件名进行连接，当需要读取该文件时，文件系统在当前目录表中查找该文件名对应的项，由此得到该文件相对应的i节点号，通过该i 节点的磁盘地址表把分散存放的文件物理块
连接成文件的逻辑结构。

4、文件指针FILE*与文件描述符是一个什么样的关系，请画图说明。

答:在linux系统中，一个文件可以被多个线程共享，每个进程在内核中用task_struct 结构表示，其中有一个称为文件描述符表的fd，文件描述符表fd,是一个指针数组，每个指针指向一个file结构，用于记录一个打开文件的状态信息，其中f_pos记录打开文件的当前读写位置,f_dentry打开文件所在目录,f_op文件具体的操作集,打开文件就会获得文件描述符，它是个很小的正整数。

每个进程在PCB（Process Control Block）中保存着一份文件描述符表，文件描述符就是这个表的索引，每个表项都有一个指向已打开文件的指针。

5、简述与windows的文件系统相比，linux文件系统有什么特点，并用图详细描述。

答：Linux的每个目录都可能是一个分区，在安装Linux时至少有两个分区，根分区和swap分区，其它的分区都安装在根下面。

如将一个分区安装在／var下面，每个分区安装的位置成为“挂载点”，如挂载点／var。

swaP分区大小是内存的2倍，等价于Windows的虚拟内存。

根分区文件类型一般选择为ext3，swap 分区类型即为swap。

Linux中文件和目录都区分大小写，如home和Home不是一个目录。

Linux把文件的i-nod信息全都交给了目录管理。

包括文件存不存在、文件名是什么、文件存放在磁盘哪里等信息。

只要有这个目录的写权限，就可以
删除目录下的任意文件（注：这里的文件不包括目录）和更改目录下的任意文件的文件名（注：包括目录）。

特别的，对于目录，如果这个目录只是一个空目录的话，就相当于一个文件，完全可以删除。

但是因为Linux不能删除一个非空的目录。

Linux中有一些重要的系统目录，它们都有特定的用途。

Linux文件系统建立在由若干连续的逻辑块构成的存储空间中，根据用途逻辑块可分为：超级块、i节点区和数据区。

6、Linux创始人是谁，Linux操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着的重要支柱有哪些，并描述Linux的特点。

答：linux的创始人是芬兰赫尔辛基大学生Linus Torvalds。

Linux操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着的重要支柱有：(1)UNIX操作系统、（2）MINIX 系统、（3）GUN计划、0（4）POSIX标准、（5）Internet网络。

Linux的特点：
1.模块化程度高
2.源代码公开
3.广泛的硬件支持
4.安全性及可靠性好
5.具有优秀的开发工具
6.有很好的网络支持和文件系统支持
7.与UNIX完全兼容
7、为什么要学习Linux开源技术。

答：因为Linux具有可靠的系统安全，而且开源最安全：
（1）、基于Linux操作系统的文件系统安全可靠,即限定操作系统存储物理空间,并使其不可被改写。

将操作系统安装在相对独立的物理空间中,同时将安装操作系统的物理存储介质限定为只读方式,使所安装的操作系统在物理层上就不可被改写,达到安全可靠;同时将用户空间在物理上与系统空间相互隔绝,当用户需要安装软件或保存各种文档时,可以透明地存储在该空间中。

（2）、用户/文件权限的划分
用户权限在Windows操作系统里也不陌生，但是Linux操作系统的用户权限和文件权限要比Windows操作系统里严格有效。

比较明显的一个案例就是，即便在Windows 操作系统里设置了多用户，但是不同的用户之间通过一定的方式，还是能够互访文件的，这就失去了权限的意义。

而LinuX可以对每一个文件进行授权，用户只能对自己有权限的文件进行权限范围内的操作，而且在实际使用中，root用户一般只在对系统进行维护时，如添加新用户，安装应用程序等才进行登录，一般都是以普通用户身份登录，普通用户不能修改系统文件夹下的文件，因此Linux下病毒软件想修改系统程序，根本没有可能性，大大增加了系统的安全性和可靠性。

8、Linux的主要组成包括什么。

答：Linux的主要组成包括：Linux内核、shell命令解释器、管理工具、图形用户界面。

9、什么是系统调用？系统调用是通过什么方式陷入内核态的？请写出你对系统调用的理解。

什么是文件I/O和标准I/O库？文件I/O和标准I/O库的区别?
答：系统调用是指操作系统提供给用户程序调用的一组特殊接口，用户程序可以通过这组接口获得操作系统内核提供的服务。

系统调用是通过软件中断方式陷入内核的。

linux的文件I/O是由操作系统提供的基本IO服务, 标准I/O库通过封装系统调用，提供了一个到底层I/O的接口。

标准I／O默认采用了缓冲机制，还创建了一个包含文件和缓冲区相关数据的数据结构；文件I/O一般没有采用缓冲模式，需要自己创建缓冲区。

一种是标准库封装系统调用而成，更高级，一种是系统提供的，比较低级；标准I／O 可移植性高、文件I/O可移植性低。

10、如何学习《Linux系统编程》这门课程，谈谈自己的感受。

第二程序设计题目
要求:
●Shell程序设计部分、文件和目录部分、进程和信号部分、
网络编程部分则必做(其中前3部分选作5道题目，网络编程为自学部分，选作2道题目)。

●若做综合设计题目或自拟综合设计题目，则Shell程序设
计部分、文件和目录部分、进程和信号部分、网络编程部分可不做。

Shell程序设计部分
1、设计shell脚本程序，运行结果如下：
- - - - - - - - - - - - - - - -
Linux 13/06/11
- - - - - - - - - - - - - - - -
A: 查看进程信息
B：查看用户信息
C：显示当前目录信息
D：退出
- - - - - - - - - - - - - - -
当用户输入相应的数字执行相应的功能。

2、设计shell脚本程序，在屏幕上输出操作系统的信息，包括计算机名、Linux分发版本名称、Linux内核版本和当前的IP地址。

3、设计shell脚本程序，要求用户对/home目录下的文件进行备份，压缩为Linux 系统中常用的tar.gz格式。

4、设计shell脚本程序，假设用户建立了目录A和目录B，目录中不包含子目录，要求用户编写一个脚本程序，比较两个目录内文件的差异。

5、设计一个shell程序，添加一个新组为class1，然后添加属于这个组的30个用户，用户名的形式为stdxx，其中xx从01到30。

6、设计一个shell程序计算n的阶乘。

要求：
（1）从命令行接收参数n；
（2）在程序开始后立即判断n的合法性，即是否有参数，若有是否为正整数，若非法请给错误提示；
（3）最后输出计算的结果。

7、设计一个shell程序，在每月第一天备
份并压缩/etc目录的所有内容，存放在/root/bak目录里，且文件名为如下形式yymmdd_etc，yy为年，mm为月，dd为日。

8、判断当前工作目录下所有的文件类型，如果是目录显示目录名，如果是文件查看文件内容，如果都不是，显示提示信息。

文件和目录部分
1、编写程序，打开一个文本文件
（1）读取其中内容，将其复制到一个新建文件中；
（2）将文本文件截断至原来长度的1/2；
（3）将文件中的小写字母转换成为大写字母，其他字符不变。

2、编写程序，读取当前目录下的内容，并将其打印输出到终端。

3、编写程序，在/tmp目录下面建立一个test目录，然后在test
目录下建立一个空文件hello.txt，注意函数出错处理。

4、编写程序实现一个简单的员工档案管理系统，具备简单的员工资料增加、删除和查询等功能，并采用二进制文件保存员工的资料信息。

5、为了便于文件的管理和传输，某些时候需要将特别大的文件切割为多个指定长度小的文件。

现有一个文件管理程序需要实现大文件切割功能，要求用户编写一个函数实现该功能。

6、编写程序，根据输入的参数创建一个目录文件。

7、编写程序，首先输出当前的工作目录，然后更改工作目录，输出更改后的工作目录。

8、编写程序，编写shell命令中的ls命令。

9、编写程序，编写shell命令中的pwd命令。

10、编写程序，编写shell命令中的cp命令。

11、编写Shell命令中的cat命令。

12、编写Shell命令中的tail命令。

（用缓冲技术来提高效率）
13、编写Shell命令中的ls -i命令。

进程和信号部分
1、编写程序，获取并输出子进程和父进程的相关信息。

2、编写程序，要求用户设计多进程应用程序，改程序作为父进程执行，在执行过程中能够通过调用自身创建一个子进程。

父进程和子进程均在终端中输出一条信息，标识自己的身份。

3、守护进程是运行于系统后台的进程，常用于提供各种系统服务和系统日志管理功能。

现要求用户编写一个守护进程应用程序，定时向日志文件写入字符串。

4、编写程序，在不同的进程间实现信号发送和接收，同时在传达过程中附加其他信息。

5、编写程序，使用alarm函数在系统中设置一个定时器，期间对整数进行递减操作，并输出到屏幕。

6、现有一个应用程序在死循环中执行，要求用户让程序能够带捕捉用户按下的组合键Ctrl C，终止应用程序的执行。

7、Linux系统提供了alarm( )和setitimer( )系统调用作为定时器的功能，要求用户使用这两个函数设计程序，让程序每隔一秒发出一个SIGALRM信号，每隔0.5秒发出一个SIGVTALRM信号。

8、编写程序，在主进程中创建一个子进程，子进程进行空循环，不停地输出“hello world!”字符串，主进程休眠一段时间后，在主进程中结束子进程，随后主进程也退出。

9、编写程序，在程序中使用命令行形式显示程序所在当前文件夹下的内容。

10、编写程序，得到当前进程的标识号，并将它打印输出，随后写入一个文件中。

11、在Linux系统下使用execl( )函数代替一个hello.c文件，在hello.c文件中实现从1到100的累加计算。

网络编程部分
1、在Linux系统下，通过TCP协议的套接字编程，在服务器端的计算机上实现累加求和的计算，数据全部从客户端传送，然后
在服务器端计算的和输出到终端，并传送回客户端。

2、在Linux系统下，实现IP地址转换，将名字地址转换为数字地址。

3、利用read函数编写读取客户端数据（提示在程序中，首先监听一个端口，如果有客户端连接这个端口则接受这个连接，然后用read函数读取远程主机发送的数据，输出这些数据以后结束这个程序）。

4、编程实现一个面向连接的套接字服务程序和客户端程序。

客户端打开一个文件，把文件内容传送给服务器端，服务器端接受到文件内容后，保存在/tmp目录下。

选做题目：综合设计题目
1、实现一个飞机票网络售票系统的模拟程序。

2、实现一个银行代理收费服务器。

3、在linux下实现聊天室。

4、编写命令解释器sh。