关键词:
2018-2019-1 20165203 《信息安全系统设计基础》第六周学习总结
教材学习内容总结
重要知识点
- I/O:在主存和外部设备(例如磁盘存储器、终端和网络)之间复制数据的过程。
- 输入操作:从I/O设备复制数据到主存。
- 输出操作:从主存复制数据到I/O设备。
Unix I/O
- Unix I/O:所有I/O设备都被模型化为文件,而所有的输入和输出都被当作对相应文件的读和写来执行,这种将设备优雅地映射为文件的方式,允许Linux内核引出一个简单、低级的应用接口,称为Unix I/O。
- 执行过程:
- 打开文件:用描述符(内核打开文件返回的小的非负整数)来标识这个文件,程序只需记住这个描述符。
- 终端shell在每个进程开始时打开三个文件:标准输入(0)、标准输出(1)和标准错误(2)。
- 改变当前的文件位置:对每个打开的文件,内核保持一个文件位置k(字节偏移量),初始为0。
- 读写文件:读(从文件复制字节到内存),写(从内存复制字节到文件)
- 关闭文件:关闭打开的文件释放它们的内存资源。
文件
- 普通文件:包含任意数据。
- 文本文件:只含有ASCII或Unicode字符的普通文件
- 二进制文件:所有其他文件。
- 目录:包含一组连接的文件。
- 套接字:用来与另一个进程进行跨网络通信的文件。
- 路径名:
- 绝对路径名:以一个斜杠开始,表示从根节点开始的路径。
- 相对路径名:以文件名开始,表示从当前工作目录开始的路径。
打开和关闭文件
- [x] 打开或创建新文件:
- open函数:格式如图所示
- filename:文件名
- flags参数:
- flags参数:
- mode参数:指定了新文件的访问权限位
- mode参数:指定了新文件的访问权限位
- [x] 关闭打开的文件:
- close函数:格式如图所示
读和写文件
格式如图所示:
- read函数:从描述符为fd的当前文件位置复制最多n个字节到内存位置buf。返回值表示的是实际传送的字节数量。
- write函数:从内存位置buf复制至多n个字节到描述符fd的当前文件位置。
用RIO包健壮地读写
- RIO包主要提供:
- 无缓冲的输入输出函数:用于将二进制数据读写到网络和从网络读写二进制数据。
- 带缓冲的输入函数:用于从文件中读取文本行和二进制数据。
- RIO的无缓冲的输入输出函数:
- rio_readn 和 rio_writen函数,使用格式如下:
- rio_readn 和 rio_writen函数,使用格式如下:
- RIO的带缓冲的输入输出函数:
- rio_readlineb函数:从一个内部读缓冲区复制一个文本行,当缓冲区变空时,会自动地调用read重新填满缓冲区。
- rio_readnb:rio_readn带缓冲区的版本。
- rio_readinitb函数:从文件rp读出下一个文本行(包括 ),将它复制到内存位置usrbuf,并且用null字符来结束这个文本行,使用格式如图所示。
- RIO读程序的核心是rio_read函数。
读取文件元数据
stat和fstat函数:检索到关于文件的信息(文件的元数据)。使用格式如图所示。
stat函数:以文件名作为输入,并填写stat数据结构中的各个成员。
fstat函数:以文件描述符作为输入。
读取目录内容
以readdir系列函数来读取目录的内容。
opendir函数
: 以路径名为参数,返回指向目录流的指针。使用格式如图所示
readdir函数
:调用返回指向流dirp中下一个目录项的指针,如果没有更多目录项则返回null。closedir函数
:关闭并释放其所有资源。
共享文件
内核用三个相关的数据结构来表示打开的文件
- 描述符表:它的表项是由进程打开的文件描述符来索引。
- 文件表:所有的进程共享这一张表。
- v-node表:
- 没有共享文件,并且每个描述符对应一个不同的文件。
- 多个描述符也可以通过不同的文件表表项来引用同一个文件。
I/O重定向
工作过程:
- 使用
dup2函数
:复制描述符表项oldfd到描述符newfd,覆盖描述符表表项new-fd以前的内容。使用过程如图所示。
标准I/O及函数的使用
I/O包的总结:如图所示
指导原则:
- 只要有可能就使用I/0。
- 不要使用scanf或rio_readlineb来读二进制文件。
- 对网络套接字的I/O使用RIO函数。
- 建议在网络套接字上不要使用标准I/O函数来进行输入和输出,而要使用健壮的RIO函数。
教材学习中的问题和解决过程
问题:当学习到教材635页时,看到如图的fork,不太懂fork是什么意思?
解决方案:自己查阅了一下百度,看到了关于fork()函数的资料。它的功能是创建一个子进程。
父进程调用fork()系统调用,然后陷入内核,进行进程复制,如果成功:
1,则对调用进程即父进程来说返回值为刚产生的子进程pid,因为进程PCB没有子进程信息,父进程只能通过这样获得。
2,对子进程(刚产生的新进程),则返回0,
这时就有两个进程在接着向下执行
如果失败,则返回0,调用进程继续向下执行
------详情请见fork函数的介绍
代码托管
(statistics.sh脚本的运行结果截图)
上周考试错题总结
错题1:有关缓存的说法,正确的是()
A .LRU策略指的是替换策略的缓存会选择最后被访问时间距现在最远的块
B .不同层之间以字节为传送单元来回复制
C .缓存不命时,决定哪个块是牺牲块由替换策略来控制
D .空缓存的不命中叫冲突不命中
答案:AC
解析:我漏选了C,教材P423中介绍了决定哪个块是由缓存的替换策略来控制的。
例如随机替换策略的缓存会随机选择一个牺牲块。
LRU替换策略的缓存会选择最后被访问的那个块。
错题2:有关RAM的说法,正确的是()
A .SRAM和DRAM掉电后均无法保存里面的内容。
B .DRAM将一个bit存在一个双稳态的存储单元中
C .一般来说,SRAM比DRAM快
D .SRAM常用来作高速缓存
E .DRAM将每一个bit存储为对一个电容充电
F .SRAM需要不断刷新
G .DRAM被组织为二维数组而不是线性数组
答案:ACDEG
解析:我漏选了C和D。
SRAM比DRAM要快,成本也高。SARM也用作高速缓存存储器,既可以在芯片上也可以在芯片下。
其他(感悟、思考等,可选)
本周主要学习了Unix I/O模型及它的系统级函数,了解了Linux内核的三个数据结构及其文件的打开方式。第一次接触了描述符的概念,且描述符的表项指向打开文件表中的表项,而打开文件表中的表项又指向v-node表中的表项。还了解标准I/O库,经过书中的了解,标准I/O库的确是优于I/O库的选择。
学习进度条
代码行数(新增/累积) | 博客量(新增/累积) | 学习时间(新增/累积) | 重要成长 | |
---|---|---|---|---|
目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
第一周 | 200/200 | 2/2 | 20/20 | |
第二周 | 300/500 | 2/4 | 18/38 | |
第三周 | 500/1000 | 3/7 | 22/60 | |
第四周 | 300/1300 | 2/9 | 30/90 |
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」,到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要,也很有用。
耗时估计的公式
:Y=X+X/N ,Y=X-X/N,训练次数多了,X、Y就接近了。
参考资料
2017-2018-120155232《信息安全系系统设计基础》实验四
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#2017-2018-120155224《信息安全系系统设计基础》实验四
2017-2018-120155224《信息安全系系统设计基础》实验四外设驱动程序设计-1学习资源中全课中的“hqyj.嵌入式Linux应用程序开发标准教程.pdf”中的第十一章提交康奈尔笔记的照片(可以多张)外设驱动程序设计-2在Ubuntu完成资源中全... 查看详情
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