20155337 2017-2018-1 《信息安全系統設計基礎》第一周學習總結

教材學習內容總結

1.1信息就是位+上下文

• hello.c程序是以字節序列的方式儲存在文件中的。每個字節都有一個整數值，對應于某些字符。例如，第一個字節的整數值是35，它對應的字符就是字符“#”。第二個字節的整數值為105，它對應的字符是“i”，以此類推。注意，每個文本行都是以一個看不見的換行符'\n'來結束的，它所對應的整數值為十。像hello.c這樣的只由ASCII字符構成的文件稱為文本文件，所有其他文件都稱為二進制文件。
• 源程序實際上就是由0，1組成的位序列。信息（磁盤文件、存儲器中程序、用戶數據）根據上下文有不同解釋方式。

1.2程序被其他程序翻譯成不同的格式

• 程序被其他程序翻譯成不同形式，開始為ASCⅡ文本，然后被編譯器和鏈接器翻譯成二進制可執行文件。GCC編譯的四個步驟：預處理(gcc -E)、編譯(gcc -S)、匯編(gcc -c)、鏈接, gcc - 選項可以簡記為“ESc”,相應的產出文件的后綴可以簡記為“iso”
• 系統硬件由總線、I/O設備、主存、處理器，其中CPU可執行加載、存儲、操作、跳轉
• 系統中的存儲設備層次結構劃分——CPU寄存器在頂部、多層高速緩存存儲器、DRAM主存和磁盤存儲器。層次結構中較高層次存儲設備可作為較低層次設備的高速緩存。
• 文件是對I/O的抽象、虛擬存儲器是對程序存儲器的抽象、進程是對正在運行的程序的抽象、虛擬機是計算機的抽象。

7 靜態庫與動態鏈接共享庫

函數庫分為靜態庫和動態庫兩種。下文摘自《Linux靜態庫和動態庫區別》 作者：zjjyliuweijie

靜態庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時將不再需要該靜態庫。

動態庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運行時還需要動態庫存在。

本文主要通過舉例來說明在Linux中如何創建靜態庫和動態庫，以及使用它們。

在創建函數庫前，我們先來準備舉例用的源程序，并將函數庫的源程序編譯成.o文件。

　　第1步：編輯得到舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c;

　　hello.h(見程序1)為該函數庫的頭文件。

　　hello.c(見程序2)是函數庫的源程序，其中包含公用函數hello，該函數將在屏幕上輸出"Hello XXX!"。

　　main.c(見程序3)為測試庫文件的主程序，在主程序中調用了公用函數hello。

　　程序1: hello.h

　　#ifndef HELLO_H

　　#define HELLO_H

　　void hello(const char *name);

　　#endif //HELLO_H

　　程序2: hello.c

　　#include

　　void hello(const char *name)

　　{

　　printf("Hello %s!/n", name);

　　}

　　程序3: main.c

　　#include "hello.h"

　　int main()

　　{

　　hello("everyone");

　　return 0;

　　}

　　第2步：將hello.c編譯成.o文件;

　　無論靜態庫，還是動態庫，都是由.o文件創建的。因此，我們必須將源程序hello.c通過gcc先編譯成.o文件。

　　在系統提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件。

　　# gcc -c hello.c

　　#

　　(注1：本文不介紹各命令使用和其參數功能，若希望詳細了解它們，請參考其他文檔。)

　　(注2：首字符"#"是系統提示符，不需要鍵入，下文相同。)

　　我們運行ls命令看看是否生存了hello.o文件。

　　# ls

　　hello.c hello.h hello.o main.c

　　#

　　(注3：首字符不是"#"為系統運行結果，下文相同。)

　　在ls命令結果中，我們看到了hello.o文件，本步操作完成。

　　下面我們先來看看如何創建靜態庫，以及使用它。

　　第3步：由.o文件創建靜態庫;

　　靜態庫文件名的命名規范是以lib為前綴，緊接著跟靜態庫名，擴展名為.a。例如：我們將創建的靜態庫名為myhello，則靜態庫文件名就是libmyhello.a。在創建和使用靜態庫時，需要注意這點。創建靜態庫用ar命令。

　　在系統提示符下鍵入以下命令將創建靜態庫文件libmyhello.a。

　　# ar cr libmyhello.a hello.o

　　#

　　我們同樣運行ls命令查看結果：

　　# ls

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

　　#

　　ls命令結果中有libmyhello.a。

　　第4步：在程序中使用靜態庫;

　　靜態庫制作完了，如何使用它內部的函數呢？只需要在使用到這些公用函數的源程序中包含這些公用函數的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明靜態庫名，gcc將會從靜態庫中將公用函數連接到目標文件中。注意，gcc會在靜態庫名前加上前綴lib，然后追加擴展名.a得到的靜態庫文件名來查找靜態庫文件。

　　在程序3:main.c中，我們包含了靜態庫的頭文件hello.h，然后在主程序main中直接調用公用函數hello。下面先生成目標程序hello，然后運行hello程序看看結果如何。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　Hello everyone!

　　#

　　我們刪除靜態庫文件試試公用函數hello是否真的連接到目標文件 hello中了。

　　# rm libmyhello.a

　　rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

　　# ./hello

　　Hello everyone!

　　#

　　程序照常運行，靜態庫中的公用函數已經連接到目標文件中了。

　　我們繼續看看如何在Linux中創建動態庫。我們還是從.o文件開始。

　　第5步：由.o文件創建動態庫文件;

　　動態庫文件名命名規范和靜態庫文件名命名規范類似，也是在動態庫名增加前綴lib，但其文件擴展名為.so。例如：我們將創建的動態庫名為myhello，則動態庫文件名就是libmyhello.so。用gcc來創建動態庫。

　　在系統提示符下鍵入以下命令得到動態庫文件libmyhello.so。

　　# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

　　#

　　我們照樣使用ls命令看看動態庫文件是否生成。

　　# ls

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c

　　#

　　第6步：在程序中使用動態庫;

　　在程序中使用動態庫和使用靜態庫完全一樣，也是在使用到這些公用函數的源程序中包含這些公用函數的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標文件時指明動態庫名進行編譯。我們先運行gcc命令生成目標文件，再運行它看看結果。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

　　#

　　哦!出錯了。快看看錯誤提示，原來是找不到動態庫文件libmyhello.so。程序在運行時，會在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動態庫文件。若找到，則載入動態庫，否則將提示類似上述錯誤而終止程序運行。我們將文件 libmyhello.so復制到目錄/usr/lib中，再試試。

　　# mv libmyhello.so /usr/lib

　　# ./hello

　　Hello everyone!

　　#

　　成功了。這也進一步說明了動態庫在程序運行時是需要的。

　　我們回過頭看看，發現使用靜態庫和使用動態庫編譯成目標程序使用的gcc命令完全一樣，那當靜態庫和動態庫同名時，gcc命令會使用哪個庫文件呢？抱著對問題必究到底的心情，來試試看。

　　先刪除 除.c和.h外的 所有文件，恢復成我們剛剛編輯完舉例程序狀態。

　　# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

　　# ls

　　hello.c hello.h main.c

　　#

　　在來創建靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件libmyhello.so。

　　# gcc -c hello.c

　　# ar cr libmyhello.a hello.o

　　# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

　　# ls

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

　　#

　　通過上述最后一條ls命令，可以發現靜態庫文件libmyhello.a和動態庫文件libmyhello.so都已經生成，并都在當前目錄中。然后，我們運行gcc命令來使用函數庫myhello生成目標文件hello，并運行程序 hello。

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

　　# ./hello

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

　　#

　　從程序hello運行的結果中很容易知道，當靜態庫和動態庫同名時， gcc命令將優先使用動態庫。

教材學習中的問題和解決過程

在看教材的時候，突然想到了婁老師上課提到的c語言的高內聚，低耦合這樣的專業術語，雖然自己聽了反復好幾遍，但自己對于這編程精髓6字還是沒有很好的理解，希望這學期通過婁老師的深入理解程序設計這門課程讓自己對這六個字有深刻的理解親。

學習進度條

代碼行數（新增/累積）博客量（新增/累積）學習時間（新增/累積）重要成長

第一周	56/200	1/2	4/10

參考資料

《深入理解計算機系統》（第三版）

轉載于:https://www.cnblogs.com/Twe1vE/p/7587294.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的# 20155337 2017-2018-1 《信息安全系统设计基础》第一周学习总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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