计算机系统(2) 实验一 实验环境配置与使用

简介: 计算机系统(2) 实验一 实验环境配置与使用

一、实验目标:


熟悉Linux上C程序的编译和调试工具,包括以下内容:


了解Linux操作系统及其常用命令

掌握编译工具gcc的基本用法

掌握使用gdb进行程序调试


二、实验环境与工件


个人电脑

Fedora 13 Linux 操作系统

gcc

gdb


三、实验内容与步骤


根据实验一:实验环境配置与使用.ppt熟悉Linux基本。按照1.1~1.3完成并截图,截图需要有运行的命令及其结果。另外:后面的题目必须在该新建用户下完成。(30分)

实验步骤:

   1.1. 首先切换为超级用户

输入su进入超级用户:

9cef401749234f91ae7c6340dc7fb465.png

发现出现Authentication failure,可能是密码忘记了,此时,可以使用sudo passwd root来给root重设密码:

e8fedb67c3ff4f29aa8199de55271e0b.png

如上,则密码已经成功的重设了。

   1.2. 参考以下命令创建新用户, 设置新建用户的密码,注意:只有设置了密码才能激活用户,否则无法以该用户身份登录

       ①首先查询当前用户:

d9710a968f984e81b862c1d4fab45b24.png

       ②创建新用户dongyunhao_2019284073

在终端中输入sudo adduser dongyunhao_2019284073

并输入超级用户密码与新创建账户密码后,再输入一些账户信息最后确认即可完成创建。

aa7c4952c03a49d0b222e33af6cac0cf.png

   1.3. 注销当前用户,并以新建的用户身份登录,登录后运行 $ whoami,并进行截图;

       ①点击左上角log out->switch user并选择新创建的用户,输入密码后即可登录。

8a28ef05de7945b89d56fd5f7b235d68.png

       ②查看当前用户,在终端中输入whoami即可查看当前用户名

49f0b22356e240f5b087acec427e79e3.png


新建用户主目录下创建子目录:gdbdebug, 并进入gdbdebug 子目录。将过程和结果截图。(10分)

       ①输入命令:sudo mkdir gdbdebug并运行

cf5f061262254e219b62bfe755dd428d.png

可以发现报错,提示“not in the sudoers file”这说明当前用户(新创建的用户)不具有sudo的权限,因此我们需要给当前用户权限。此时需要进入root进行操作

       ②进入root:

输入su后再输入visudo进入权限管理操作文件页面。并给当前用户dongyunhao_2019284073添加权限后退出即可。

82d3129710ef4cb29399572c26782fc7.png

       ③重新创建文件夹:

此时再使用sudo mkdir gdbdebug命令,即可成功创建

1b01153cb40d43349fdba4528ba06090.png

       ④查看创建的文件夹:

输入ls命令查看文件夹

efffb7c6e8f4430bba53ecd837544fbf.png

       ⑤进入文件夹:

输入 cd gdbdebug 即可进入文件夹

83592b7507cd4c4f9d821ab762f56f66.png

使用vi编辑以下两个文件并编译和运行,截图(30分)

   3.1. 编辑reverse.h

       ①创建reverse.h文件:

输入vi reverse.h并运行

66203036d8ec43aba953b5bb7a067e84.png

2f8d7e06622743d1b1c8d81ea17a5ca9.png

       ②编辑reverse.h

进入编辑页面后先输入i以切换到文字输入模式,然后输入如下代码

a056f14704f54b44a67394d8753cf774.png

输入完成后按“esc”结束输入,并键入“:wq”对代码进行保存

699d394578a547f79561c5c8f5ea602f.png

   3.2. 编辑reverse.c

       ①显示代码高亮与行号:

在上一步骤的代码编写中,发现在vim进行编辑时代码没有代码高亮也没有行号。因此可以打开对应的设置。

首先更新vim,输入命令apt install vim

261bc030be2d4e03af2ecf05d822aee0.png

将自动更新下载vim,完成下载后,进入vim的设置文件。输入vim ~/.vimrc,并输入如下命令:

7978e167f206483480ca40cc2dc66938.png

保存并退出后即可看到代码已经有了代码高亮和行号。

       ②创建并编写reverse.c

与上一部分中创建的代码相同,输入vi reverse.c并运行。并在其中写入代码。

d50efcadedda461c80332abcf6cd276b.png

代码编写完成后输入“wq:”进行保存并退出。

   3.3. 按以下步骤编译,如有警告信息,请修改代码至无警告信息

$gcc –Wall reverse.c –o reverse

       ①输入命令并执行

b3fecb3d297644118fe05da81c94aa52.png

发现未安装gcc,则手动进行安装

       ②安装gcc

首先切换到root并输入代码进行安装

6c53e87d36b54b84a701b8dc714355f7.png

弹出的提示信息中选择Yes。

381a237945e541aba91e20f7dee2ed27.png

a5cf822f429f4803a7f50e25fa600279.png

等待安装完毕即可

2f7d317515d246a3b4ca7f87ded6c569.png

       ③编译并运行

再次输入命令进行编译。可以观察到如下几个信息:

2e046e1fe4984a319a9cc9fcfb40f557.png

a. strlen函数未声明。又注意到提示说中含有对strlen函数的定义,故可以在代码中添加此头文件

b.在main函数中%s的输入格式不应存在char *格式,但第二个参数中存在char *格式,因此需要去掉取地址符

c.int型返回值函数没有返回值。在函数末尾补一个return 1即可

进入代码进行修改,修改完成后保存即可。

       ④重新进行编译

d16b592f2bc24c9eadf6bf5945aa4c4c.png

可以看到重新编译后警告信息消失了

   3.4. 运行程序

输入代码 ./reverse进行运行

4dacaa7ab1ba4969bbd76b9fbebc9cfc.png

虽然程序执行了,但输出是错误的,因此我们需要进行debug并对代码进行修改调试。


按照以下过程调试并修正reverse.c,请参考过程截图。(30分)

   4.1. 编译时加入调试信息

$gcc -g reverse.c -o reverse1

57937618e8b74012a094dfc2736bcd36.png

   4.2. 启用GDB调试

21b9678ee4174d6889fbd52da34460e3.png

   4.3. 键入list,查看源代码并根据行号/函数名设置断点(断点位置仅供参考,不需雷同)

       ①输入list对代码进行查看

01e12b4fb8c04936b5917846e46177a3.png

       ②添加并查看断点:

由于函数中第16,17,18行发生的操作比较容易发生问题,故在此添加断点。

275bc6e740374019b7c6aae71dda0aee.png

完成断点添加后,可以输入info break对断点信息进行查看

f60a24dc0fa5415aa95241955e740679.png

       ③开始调试

输入run进行调试

   4.4. 观察变量值,并作分析,推测错误(过程仅供参考,不需雷同)

开始运行,在程序运行中可以输入c进行跨越一个断点的运行

0e79d56dce9e49a89f1b27ea07cfdc0a.png

a1955eb0b7d64073a254d35e682a80ed.png

从程序运行间可以看到,当第一次对字符数组操作时,第一个“M”本应被替换成“G”缺被替换成了“T”通过分析代码可知,代码的本意应该是通过指针交换第一个与最后一个字符,而实际上却是发生了偏移。这是因为,每次的指针应该是*(str+i)而不是*str+i,在C语言运行时,将先执行指针符号,再执行加法,因此需将两处都加上括号。

   4.5. 修正程序并运行

通过上面的分析,对代码进行修改如下:

16e73c220865492d840553a6e4730819.png

修改完成后重新进行编译并运行。

c8cb1b4ec09a4c8a97e026e271c7cc49.png

结果正确,程序运行无误


四、实验结果

8247aa9255e446f39aa974af98f304cd.png

如上图,程序运行无误,最后也输出了正确的结果。


五、实验总结与体会


本次实验进行的比较顺利,但也遇到了一些问题:

8474e5e72c464dfda1a64c369b2558d0.png

Ubuntu上Linux系统与Windows系统有一样的地方也有区别,例如对文件读写时可能会因为权限问题造成不能读写。此时需要进入root对相关权限文件进行修改。在权限文件中添加用户之后便可以顺利对文件进行读写操作了。

04ba4301c7ed41978a94428814ed0a64.png

在编写代码过程中没有代码高亮与行号。我自己下载了新的vim,并通过修改vim的配置文件最终得到解决。


d4f50a0746d547e69b11641c9575a29e.png

编写C程序代码时要注意程序运行的优先级。本次实验中就是因为忽略了指针运算符(*)会在加法运算符(+)前执行导致程序错误。不过最后通过debug问题得到解决


实验体会:

通过本次实验,我了解了Linux操作系统及其常用命令,掌握了编译工具gcc的一些基本用法,也掌握了使用gdb进行程序调试是步骤。我也自己编写了代码,最初代码并不能得到想要的输出,通过调试,最终使代码正常运行。在实验过程中遇到了一些问题,最终也都通过上网查阅资料分析原因而解决。

相关文章
|
6月前
|
数据采集 Web App开发 NoSQL
【数据采集】实验01-工作环境配置与基础编程
【数据采集】实验01-工作环境配置与基础编程
45 2
|
数据采集 机器学习/深度学习 算法
论文中的实验环境配置
论文中的实验环境配置
1485 0
|
7月前
|
网络协议 应用服务中间件 Apache
LINUX环境小实验
1.搭建DHCP服务器(IP:192.168.100.253静态IP网卡vmnet1) 2.搭建DNS(通过DHCP服务器分到指定的IP:192.168.100.252) 3.搭建网站服务(通过DHCP服务器分到指定的IP:192.168.100.251并且设置Apache:www.apache.com监听端口80 页面文档目录 /web/apache/ 、设置NGINX:www.nginx.com 监听端口81 页面文档目录 /web/nginx 、设置Tomcat:www.tmacat.com 端口8080 )
66 0
LINUX环境小实验
|
Java Windows
上机实验1 熟悉Java程序开发环境
上机实验1 熟悉Java程序开发环境
104 0
|
Unix Linux Shell
linux 实验uts隔离的实验步骤
要进行Linux UTS(Unix Timesharing System)隔离的实验,可以按照以下步骤进行: 1. 打开终端并以root权限登录到Linux系统。 2. 使用`unshare`命令创建一个新的UTS命名空间。UTS命名空间用于隔离主机名和域名。以下是创建UTS命名空间的示例命令: ``` sudo unshare --uts /bin/bash ``` 3. 在新的UTS命名空间中,可以修改主机名。使用`hostname`命令来修改主机名。以下是修改主机名的示例命令: ``` hostname newhostname ``` 请将"newhostname"替换为你想要设置
247 0
计算机组成原理实验四:常规性微程序控制器实验
本篇博文主要是讲述一下计算机组成原理实验中常规性微程序控制器,因为很多同学在刚学习计算机组成原理实验的时候对于调试的一些步骤还是有些懵懵懂懂,每个步骤之间的连接做的不是很连贯,故有了写此篇博文的初衷,笔者会在近期分享计算机组成原理实验的五个实验,希望对有学习此课程的同学能够有一些帮助!
653 4
计算机组成原理实验四:常规性微程序控制器实验
计算机组成原理实验三:数据通路组成的实验
本篇博文主要是讲述一下计算机组成原理实验中数据通路组成的实验,因为很多同学在刚学习计算机组成原理实验的时候对于调试的一些步骤还是有些懵懵懂懂,每个步骤之间的连接做的不是很连贯,故有了写此篇博文的初衷,笔者会在近期分享计算机组成原理实验的五个实验,希望对有学习此课程的同学能够有一些帮助!
564 2
计算机组成原理实验三:数据通路组成的实验
计算机组成原理实验五:CPU组成与机器指令执行实验
本篇博文主要是讲述一下计算机组成原理实验中CPU组成与机器指令执行实验,因为很多同学在刚学习计算机组成原理实验的时候对于调试的一些步骤还是有些懵懵懂懂,每个步骤之间的连接做的不是很连贯,故有了写此篇博文的初衷,笔者会在近期分享计算机组成原理实验的五个实验,希望对有学习此课程的同学能够有一些帮助!
704 1
计算机组成原理实验五:CPU组成与机器指令执行实验
|
网络协议 Shell 网络虚拟化
思科网络部署实验
思科网络部署实验
200 0
思科网络部署实验
|
人工智能 编解码 网络协议
计算机实验基础要点
第一台计算机ENIAC 1946年 计算机发展:电子管计算机,晶体管计算机,集成电路计算机,大规模集成电路计算机 计算机分类:超级计算机,大型计算机,小型计算机,微型计算机,嵌入式计算机, 计算机特点:速度快,精度高,存储容量大,具有逻辑判断能力,自动化程度高,可与通信网络互联 计算机应用:1科学计算2数据处理3辅助技术4过程控制5人工智能 计算机系统组成:1硬件2指令3程序4软件
98 0

热门文章

最新文章